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蒸汽机不是瓦特最先发明的,但是他却成功引发了工业革命

作者:拾物志

为了纪念某人的杰出贡献,人们经常编造一些在世界上广泛流传的流行故事情节。例如,牛顿坐在一棵苹果树下,被一个掉落的苹果击中,从而发现了万有引力定律,以及瓦茨和蒸汽机的故事。18世纪初,在苏格兰一个贫穷的家庭里,一个小男孩正盯着一个沸腾的水壶。他看着喷嘴里冒出的烟熏般的水蒸气和盖子的裂缝,看着盖子不时起伏,发出"咕噜咕噜"的声音,仿佛昏迷不醒。他在火炉旁站了一个多小时,但从未伸手去移动水壶。他的姨妈进来看这样的场景,不禁被大大烧伤,指着水壶大声责骂:"没看到?懒惰的孩子!"

蒸汽机不是瓦特最先发明的,但是他却成功引发了工业革命

故事广为流传,故事中的小男孩自然就是瓦特。据说,瓦特后来受到茶壶盖的启发,激发了蒸汽机的发明。但像这样的事情,因为一件简单的事情,背后引发了革命性的轰动,无疑是有点勉强,无论是牛顿还是瓦特的成功,都离不开前辈的积累。牛顿还说:"如果我看得比别人看得更远,那是因为我站在巨人的肩膀上。

蒸汽机不是瓦特最先发明的,但是他却成功引发了工业革命

瓦特蒸汽机的速度现在被广泛认为是瓦特发明的蒸汽机,这导致了英国的工业革命,蒸汽机确实标志着工业革命的开始,但它不是瓦特发明的。早在公元1世纪,埃及亚历山大学者Hiro就利用蒸汽喷射后坐力做了这项工作,制造了一种蒸汽旋转装置。1680年,法国物理学家巴本发明了压力锅,10年后,他创造性地设计了第一个气缸,活塞装置。1698年,英国工程师托马斯·塞韦里(Thomas Severi)制造了第一台实用的无活塞矿井泵送蒸汽机。1712年,英国锻造工人托马斯·纽科曼(Thomas Newcomen)将巴本的气缸活塞和塞韦里真空成型冷凝器装置的优势相结合,开发了一种更高效的大气活塞蒸汽机。后来,英国工程师Smedon在Newcommen将大气活塞蒸汽机的效率提高了近一倍。

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纽科伊门蒸汽机瓦茨长大后对蒸汽机有着浓厚的兴趣 詹姆斯·瓦特是纽科曼蒸汽机根本改革的关键人物。詹姆斯·瓦特于1736年1月19日出生于苏格兰的格林诺克。他在那里的文法学校学习,表现出色,但由于健康状况不佳而辍学。回到家后,他在父亲的工厂学习技术,并在木工,金属冶炼和加工以及机械和制造仪器的维修方面获得了丰富的技能。1775年,他前往伦敦学习仪器制造,然后到格拉斯哥大学担任仪器修理工,负责教学设备的维修和保管。在那里,他遇到了纽科姆蒸汽机的模型,以及热电纳底湖和后来的著名物理学家约翰罗宾逊。三人聊得很投机,经常一起改进蒸汽机。瓦特在纽科门被高度评价为大气活塞式蒸汽机,但他也发现,这项发明存在如此大的缺陷,以至于它停留在基础阶段,不仅消耗能量,工作效率低下,而且在运行蒸汽机时又热又冷,机械操作无法持续。为了解决这些问题,Watts用玻璃瓶、竹罐等不起眼的仪器做了一系列简单有趣的实验,研究了蒸汽密度、压力和温度之间的关系。他还仔细研究了蒸汽机如何充分利用热量,并取得了突破。

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1769年改进的成功,瓦特制造了单动蒸汽机,它只消耗了纽科曼蒸汽机四分之一的煤,这是一个很大的进步,但瓦特并不满意。获得专利后,他在企业家博尔顿的支持下研究了一个新主题:将直线来回的机械运动转变为圆形旋转。对此,他提出了著名的"行星齿轮机构"。第二年,瓦茨制造了一台重新动态的蒸汽机。1784年,"平行联动机构"使蒸汽机具有更广泛的工业实用性。到1790年,瓦特已经完成了气缸演示的发明,这是整个蒸汽机改进过程的最后一步。这种改进的蒸汽机效率是纽科曼机器的两倍,消耗的煤炭减少了75%,而且它安全,可靠,快速,在当时几乎没有受到挑战,被称为"通用蒸汽机"。瓦特蒸汽机的成功改进,开启了工业革命,给行业带来了新的活力,改变了人类生产的面貌。它迅速成为适用于所有工业部门的动力机械,广泛应用于纺织、矿山、冶金、造纸、机械等行业。在19世纪,由于金属材料应用的进步,蒸汽机变得"小",并广泛用于运输。整个世界掀起了一场经济革命,社会生产力发展惊人。鉴于詹姆斯·瓦特的特殊贡献,他于1785年当选为皇家学会会员,1804年获得格拉斯哥大学法学博士学位,并于1814年被法国任命为"法国海外科学家主席"。瓦特去世后,在英国著名的威斯敏斯特大教堂竖立了一座雕像。在他的记忆中,"瓦特"也被用作计算能力的单位。瓦特的成功是吸收人类数千年来积累的知识和经验的结果。个人探索,加上前几代人的成就,是科学技术发明的关键,如果说哈格里夫斯发明珍妮纺纱机作为工业革命开始的象征,那么瓦特改进的蒸汽机就是工业革命的象征。

蒸汽机不是瓦特最先发明的,但是他却成功引发了工业革命

瓦特的蒸汽机可以完全取代液压和动物动力,使人类找到了新的动力源,从而开启了机器生产的新时代。它的成功应用改变了全社会和时代的面貌,吹响了西方社会工业化的口哨,使原本处于同一发展水平的东西方走上了经济社会发展的不同道路,逐渐偏离了西方。

参考文献:《世界历史探索》和《瓦特蒸汽机技术创新的社会视角分析》

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