名人故事:瓦特发明蒸汽机的故事

名人故事：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，极大的推动了社会生产力的发展。

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，因为家境贫苦和体弱多病，没有受过完整的正规教

育。他以前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。

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。

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，

又能够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。从理论上说，瓦特的这种带有分离器冷凝器的蒸汽机显然

优于纽可门蒸汽机，但是，要把理论上的东西变为实际上的东西，把

图纸上的蒸汽机变为实在的蒸汽机，还要走很长的路。瓦特辛辛苦苦

造出了几台蒸汽机，但效果反而不如纽可门蒸汽机，甚至四处漏气，

无法开动。即使耗资巨大的试验使他债台高筑，但他没有在困难面前

因为瓦特的这种蒸汽机仍不够理想，销路并不广。当瓦特继续实

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实行他的研制工作。

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，因

为与化学家普列斯特列等交往，瓦特对当时人们注重的气体化学与热

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

因为这种蒸汽机加上了轮轴和飞轮，这时的蒸汽机在把活塞的往

返直线运动转变为轮轴的旋转运动时，多消耗了很多能量。这样，蒸

汽机的效率不是很高，动力不是很大。为了进一步提升蒸汽机的效率，

增大蒸汽机的效率，瓦特在发明齿轮联动装置之后，对汽缸本身实行

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升，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，就能

够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

效率就能够提升一倍。１７８２年，瓦特根据这个设想，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。

从最初接触蒸汽技术到瓦特蒸汽机研制成功，瓦特走过了二十多

年的艰难历程。瓦特虽然多次受挫、屡遭失败，但他仍然坚持不懈、

百折不回，终于完成了对纽可门蒸汽机的三次革新。使蒸汽机得到了

更广泛的应用，成为改造世界的动力。

瓦特生活在十八、十九世纪的英国，所以在他的身上不可避免的

带有时代和阶级的局限。他以前阻挠双筒蒸汽机和高压蒸汽机的发明

和推广，还嘲笑别人用蒸汽机来驱动车辆的努力。

瓦特为蒸汽机的推广使用做出了不可磨灭的重要贡献、有力的推