名人瓦特发明蒸汽机的故事

名人瓦特发明蒸汽机的故事

瓦特是世界公认的蒸汽机发明家。他的创造精神、超人的才能和不

懈的钻研为后人留下了宝贵的精神和物质财富。瓦特改进、发明的蒸汽

机是对近代科学和生产的巨大贡献，具有划时代的意义，它导致了第一

次工业技术革命的兴起，极大的推进了社会生产力的发展。

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弃那些不良的记忆习惯，寻找正确的适合自己的记忆习惯和规律，相信

大家一定能够取得胜利。

1736年，瓦特出生在英国苏格兰格拉斯哥市附近的一个小镇格里诺

克，他的父亲是一个经验丰富的木匠，祖父和叔父都是机械工匠。少年

时代的瓦特，由于家境贫苦和体弱多病，没有受过完整的正规教育。他

曾经就读于格里诺克的文法学校，数学成绩特别优秀，但没有毕业就退

学了。但是，他在父母的教导下，一直坚持自学，很早就对物理和数学

产生了兴趣。瓦特从六岁开始学习几何学，到十五岁时就学完了《物理

学原理》等书籍。他常常自己动手修理和制作起重机、滑车和一些航海

器械。

1753年，瓦特到格拉斯哥市当徒工。由于收入过低不能维持生活，

第二年他又到伦敦的一家仪表修理厂当徒工。凭借着自己的勤奋好学，

他很快学会了制造那些难度较高的仪器。但是繁重的劳动和艰苦的生活

损害了他的健康，一年后，他不得不回家休养。一年的学徒生活使他饱

尝辛酸，也使他练就了精湛的手艺，培养了他坚韧的个性。

1756年，当他的身体稍有好转，瓦特再次踏上了坎坷的道路来到格

拉斯哥市。他想当一名修造仪器的工人，但是因为他的手艺没有满师，

当时的行会不允许。幸运的是，瓦特的才能引起了格拉斯哥大学教授台

克的重视。在他的介绍下，瓦特进入格拉斯哥大学当了教学仪器的工人。

这所学校拥有当时较为完善的仪器设备，这使瓦特在修理仪器时认识了

先进的技术，开阔了眼界。这时，他对以蒸汽作动力的机械产生了浓厚

的兴趣，开始收集有关资料，还为此学会了意大利文和德文。在大学里，

他认识了化学家约瑟夫·布莱克和约翰·鲁宾逊等。瓦特从他们那里学

到了很多科学理论知识。1764年，瓦特与表妹玛格丽特·米勒结了婚。

帝制派对张则极为嫉恨，恐张反对帝制，不利于帝制运动的进行，

遂以诸种威逼手段，迫张附和帝制。驻京军警机关对张尤皆恨之入骨，

曾买通其家丁，每倒一纸篓中之废纸为五元，希望找到能够罗织成罪的

证据，并散发传单，危词恫吓。

1764年，学校请瓦特修理一台纽可门式蒸汽机，在修理的过程中，

瓦特熟悉了蒸汽机的构造和原理，并且发现了这种蒸汽机的两大缺点：

活塞动作不连续而且慢;蒸汽利用率低，浪费原料。以后，瓦特开始思

考改进的办法。直到1765年的春天，在一次散步时，瓦特想到，既然纽

可门蒸汽机的热效率低是蒸汽在缸内冷凝造成的，那么为什么不能让蒸

汽在缸外冷凝呢?瓦特产生了采用分离冷凝器的最初设想。

名人简介：艾萨克·牛顿(1643年1月4日—1727年3月31日)爵

士，英国皇家学会会长，英国著名的物理学家，百科全书式的“全才”，

著有《自然哲学的数学原理》、《光学》。

只要当兵的战友遇到一起，就热血沸腾，眼睛发亮，相互说起话来

声音都比平时高出了一倍，吆五喝六的攀扯在一起，高低要喝上一口，

还是当年的那个脾气，还是当年的那些话题，久久放不下的是当兵时的

记忆。一起回忆往事，一起推杯换盏，畅叙在那个时期结下的兄弟情谊，

打也是亲，骂也是爱，其乐融融的在一起，时间彷佛还停留在那火红的

年代。

在产生这种设想以后，瓦特在同年设计了一种带有分离冷凝器的蒸

汽机。按照设计，冷凝器与汽缸之间有一个调节阀门相连，使他们既能

连通又能分开。这样，既能把做工后的蒸汽引入汽缸外的冷凝器，又可

以使汽缸内产生同样的真空，避免了汽缸在一冷一热过程中热量的消耗，

据瓦特理论计算，这种新的蒸汽机的热效率将是纽可门蒸汽机的三倍。

只有三十来岁的瓦特的新装置很是赞许，当即与瓦特签订合同，赞助瓦

特进行新式蒸汽机的试制。

从1766年开始，在三年多的时间里，瓦特克服了在材料和工艺等各

方面的困难，终于在1769年制出了第一台样机。同年，瓦特因发明冷凝

器而获得他在革新纽可门蒸汽机的过程中的第一项专利。第一台带有冷

凝器的蒸汽机虽然试制成功了，但它同纽可门蒸汽机相比，除了热效率

有显著提高外，在作为动力机来带动其他工作机的性能方面仍未取得实

质性进展。就是说，瓦特的这种蒸汽机还是无法作为真正的动力机。

没有电灯，他们就在阴暗的院子里利用天然光在显微镜下从事切割

和分离卵子工作;没有培养胚胎的玻璃器皿，就用粗瓷陶酒杯代替，所

用的显微解剖器只是一根自己拉的极细的玻璃丝;实验用的材料蛙卵都

是自己从野外采来的。就在这简陋的“实验室”里，童第周和他的同事

们完成了若干篇有关金鱼卵子发育能力和蛙胚纤毛运动机理分析的论

文。

隆美尔1891年出生于德国南部布伦兹的海登海姆镇。1910年7月入

德国军队服役，不久参加了第一次世界大战，因屡建战功而多次获奖，

并晋升为上尉。1919年以后，先后担任连长、步兵学校战术教员、猎骑

兵营营长、军事学校校长等职。1937年根据自己的讲稿写成《步兵进攻》

一书，很受德国青年的欢迎，也为他以后担任指挥要职铺设了进身之阶。

第二次世界大战前夕，隆美尔任希特勒大本营卫队长。1940年任第十装

甲师师长。在以后的日子里，他先后担任许多军事要职。

由于瓦特的这种蒸汽机仍不够理想，销路并不广。当瓦特继续进行

探索时，罗巴克本人已濒于破产，他又把瓦特介绍给了自己的朋友、工

程师兼企业家博尔顿，以便瓦特能得到赞助继续进行他的研制工作。博

尔顿当时经四十多岁，是位能干的工程师和企业家。他对瓦特的创新精

神表示赞赏，并愿意赞助瓦特。博尔顿经常参加社会活动，他是当时伯

明翰地区著名的科学社团“圆月学社”的主要成员之一。参加这个学社

的大多都是本地的一些科学家、工程师、学者以及科学爱好者。经博尔

顿的介绍，瓦特也参加了圆月学社。在圆月学社活动期间，由于与化学

家普列斯特列等交往，瓦特对当时人们关注的气体化学与热化学有了更

多的了解，为他后来参加水的化学成分的争论奠定了基础。更重要的是，

圆月学社的活动使瓦特进一步增长了科学见识，活跃了科学思想。

瓦特自与博尔顿合作之后即在资金、设备、材料等方面得到大力支

持。瓦特又生产了两台带分离冷凝器的蒸汽机，由于没有显著的改进，

这两台蒸汽机并没有得到社会的关注。这两台蒸汽机耗资巨大，使博尔

顿也濒临破产，但他仍然给瓦特以慷慨的赞助。在他的支持下，瓦特以

华罗庚又回到了清华园，担任数学系主任。不久，被任命为中国科

学院数学研究所所长。他百倍珍惜党和国家为科学研究提供的大好时光。

他白天拄着拐杖到学校讲课，晚上以案板当书桌，在灯下从事数学研究，

常常写作到深夜。有时，为了求证一个问题，他常常深夜从床上爬起，

顺手拿起床头的报纸，在四周的空白处进行演算和论证。在他的屋里，

桌上、床上、地上，到处都堆满了演算稿纸。他用毅力与勤奋，编织出

成功和荣誉。

1781年，瓦特仍然在参加圆月学社的活动，也许在聚会中会员们提

到天文学家赫舍尔在当年发现的天王星以及由此引出的行星绕日的圆周

运动启发了他，也许是钟表中的齿轮的圆周运动启发了他。他想到了把

活塞往返的直线运动变为旋转的圆周运动就可以使动力传给任何工作机。

同年，他研制出了一套被称为“太阳和行星”的齿轮联动装置，终于把

活塞的往返的直线运动转变为齿轮的旋转运动。为了使轮轴的旋轴增加

直线运动转变为轮轴的旋转运动时，多消耗了不少能量。这样，蒸汽机

的效率不是很高，动力不是很大。为了进一步提高蒸汽机的效率，增大

蒸汽机的效率，瓦特在发明齿轮联动装置之后，对汽缸本身进行了研究，

他发现，他虽然把纽可门蒸汽机的内部冷凝变成了外部冷凝，使蒸汽机

的热效率有了显著提高，但他的蒸汽机中蒸汽推动活塞的冲程工艺与纽

可门蒸汽机没有不同。两者的蒸汽都是单项运动，从一端进入、另一端

出来。他想，如果让蒸汽能够从两端进入和排出，就可以让蒸汽即能推

动活塞向上运动又能推动活塞向下运动。那末，他的效率就可以提高一

倍。1782年，瓦特根据这一设想，试制出了一种带有双向装置的新汽缸。

由此瓦特获得了他的第三项专利。把原来的单项汽缸装置改装成双向汽

缸，并首次把引入汽缸的蒸汽由低压蒸汽变为高压蒸汽，这是瓦特在改

进纽可门蒸汽机的过程中的第三次飞跃。通过这三次技术飞跃，纽可门

蒸汽机完全演变为了瓦特蒸汽机。