名人故事:瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)的故事

名人故事：瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)的故事

瓦特是世界公認(rèn)的蒸汽機(jī)發(fā)明家。他的創(chuàng)造精神、超人的才能和

不懈的鉆研為后人留下了寶貴的精神和物質(zhì)財(cái)富。瓦特改進(jìn)、發(fā)明的

蒸汽機(jī)是對(duì)近代科學(xué)和生產(chǎn)的巨大貢獻(xiàn)，具有劃時(shí)代的意義，它導(dǎo)致

了第一次工業(yè)技術(shù)革命的興起，極大的推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展。

1736年，瓦特出生在英國(guó)蘇格蘭格拉斯哥市附近的一個(gè)小鎮(zhèn)格里

諾克，他的父親是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的木匠，祖父和叔父都是機(jī)械工匠。

少年時(shí)代的瓦特，因?yàn)榧揖池毧嗪腕w弱多病，沒有受過完整的正規(guī)教

育。他以前就讀于格里諾克的文法學(xué)校，數(shù)學(xué)成績(jī)特別優(yōu)秀，但沒有

畢業(yè)就退學(xué)了。但是，他在父母的教導(dǎo)下，一直堅(jiān)持自學(xué)，很早就對(duì)

物理和數(shù)學(xué)產(chǎn)生了興趣。瓦特從六歲開始學(xué)習(xí)幾何學(xué)，到十五歲時(shí)就

學(xué)完了《物理學(xué)原理》等書籍。他常常自己動(dòng)手修理和制作起重機(jī)、

滑車和一些航海器械。

1764年，學(xué)校請(qǐng)瓦特修理一臺(tái)紐可門式蒸汽機(jī)，在修理的過程中，

瓦特熟悉了蒸汽機(jī)的構(gòu)造和原理，并且發(fā)現(xiàn)了這種蒸汽機(jī)的兩大缺點(diǎn)：

活塞動(dòng)作不連續(xù)而且慢；蒸汽利用率低，浪費(fèi)原料。以后，瓦特開始

思考改進(jìn)的辦法。直到1765年的春天，在一次散步時(shí)，瓦特想到，既

然紐可門蒸汽機(jī)的熱效率低是蒸汽在缸內(nèi)冷凝造成的，那么為什么不

能讓蒸汽在缸外冷凝呢？瓦特產(chǎn)生了采用分離冷凝器的最初設(shè)想。

在產(chǎn)生這種設(shè)想以后，瓦特在同年設(shè)計(jì)了一種帶有分離冷凝器的

蒸汽機(jī)。按照設(shè)計(jì)，冷凝器與汽缸之間有一個(gè)調(diào)節(jié)閥門相連，使他們

既能連通又能分開。這樣，既能把做工后的蒸汽引入汽缸外的冷凝器，

又能夠使汽缸內(nèi)產(chǎn)生同樣的真空，避免了汽缸在一冷一熱過程中熱量

的消耗，據(jù)瓦特理論計(jì)算，這種新的蒸汽機(jī)的熱效率將是紐可門蒸汽

機(jī)的三倍。從理論上說，瓦特的這種帶有分離器冷凝器的蒸汽機(jī)顯然

優(yōu)于紐可門蒸汽機(jī)，但是，要把理論上的東西變?yōu)閷?shí)際上的東西，把

圖紙上的蒸汽機(jī)變?yōu)閷?shí)在的蒸汽機(jī)，還要走很長(zhǎng)的路。瓦特辛辛苦苦

造出了幾臺(tái)蒸汽機(jī)，但效果反而不如紐可門蒸汽機(jī)，甚至四處漏氣，

無法開動(dòng)。即使耗資巨大的試驗(yàn)使他債臺(tái)高筑，但他沒有在困難面前

因?yàn)橥咛氐倪@種蒸汽機(jī)仍不夠理想，銷路并不廣。當(dāng)瓦特繼續(xù)實(shí)

行探索時(shí)，羅巴克本人已瀕于破產(chǎn)，他又把瓦特介紹給了自己的朋友、

工程師兼企業(yè)家博爾頓，以便瓦特能得到贊助繼續(xù)實(shí)行他的研制工作。

博爾頓當(dāng)時(shí)經(jīng)四十多歲，是位能干的工程師和企業(yè)家。他對(duì)瓦特的創(chuàng)

新精神表示贊賞，并愿意贊助瓦特。博爾頓經(jīng)常參加社會(huì)活動(dòng)，他是

當(dāng)時(shí)伯明翰地區(qū)的科學(xué)社團(tuán)“圓月學(xué)社”的主要成員之一。參加這個(gè)

學(xué)社的大多都是本地的一些科學(xué)家、工程師、學(xué)者以及科學(xué)愛好者。

經(jīng)博爾頓的介紹，瓦特也參加了圓月學(xué)社。在圓月學(xué)社活動(dòng)期間，因

為與化學(xué)家普列斯特列等交往，瓦特對(duì)當(dāng)時(shí)人們注重的氣體化學(xué)與熱

化學(xué)有了更多的了解，為他后來參加水的化學(xué)成分的爭(zhēng)論奠定了基礎(chǔ)。

更重要的是，圓月學(xué)社的活動(dòng)使瓦特進(jìn)一步增長(zhǎng)了科學(xué)見識(shí)，活躍了

因?yàn)檫@種蒸汽機(jī)加上了輪軸和飛輪，這時(shí)的蒸汽機(jī)在把活塞的往

返直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)檩嗇S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，多消耗了很多能量。這樣，蒸

汽機(jī)的效率不是很高，動(dòng)力不是很大。為了進(jìn)一步提升蒸汽機(jī)的效率，

增大蒸汽機(jī)的效率，瓦特在發(fā)明齒輪聯(lián)動(dòng)裝置之后，對(duì)汽缸本身實(shí)行

了研究，他發(fā)現(xiàn)，他雖然把紐可門蒸汽機(jī)的內(nèi)部冷凝變成了外部冷凝，

使蒸汽機(jī)的熱效率有了顯著提升，但他的蒸汽機(jī)中蒸汽推動(dòng)活塞的沖

程工藝與紐可門蒸汽機(jī)沒有不同。兩者的蒸汽都是單項(xiàng)運(yùn)動(dòng)，從一端

進(jìn)入、另一端出來。他想，如果讓蒸汽能夠從兩端進(jìn)入和排出，就能

夠讓蒸汽即能推動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng)又能推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)。那末，他的

效率就能夠提升一倍。１７８２年，瓦特根據(jù)這個(gè)設(shè)想，試制出了一

種帶有雙向裝置的新汽缸。由此瓦特獲得了他的第三項(xiàng)專利。把原來

的單項(xiàng)汽缸裝置改裝成雙向汽缸，并首次把引入汽缸的蒸汽由低壓蒸

汽變?yōu)楦邏赫羝@是瓦特在改進(jìn)紐可門蒸汽機(jī)的過程中的第三次飛

躍。通過這三次技術(shù)飛躍，紐可門蒸汽機(jī)完全演變?yōu)榱送咛卣羝麢C(jī)。

從最初接觸蒸汽技術(shù)到瓦特蒸汽機(jī)研制成功，瓦特走過了二十多

年的艱難歷程。瓦特雖然多次受挫、屢遭失敗，但他仍然堅(jiān)持不懈、

百折不回，終于完成了對(duì)紐可門蒸汽機(jī)的三次革新。使蒸汽機(jī)得到了

更廣泛的應(yīng)用，成為改造世界的動(dòng)力。

瓦特生活在十八、十九世紀(jì)的英國(guó)，所以在他的身上不可避免的

帶有時(shí)代和階級(jí)的局限。他以前阻撓雙筒蒸汽機(jī)和高壓蒸汽機(jī)的發(fā)明

和推廣，還嘲笑別人用蒸汽機(jī)來驅(qū)動(dòng)車輛的努力。

瓦特為蒸汽機(jī)的推廣使用做出了不可磨滅的重要貢獻(xiàn)、有力的推