发明的故事

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不会疲倦的动力源泉 蒸汽机 提起蒸汽机，人们自然而然地会想到瓦特。其实，* 早的蒸汽机并不是瓦特发明的。早在公元前4世纪，亚历山 大时代的天才人物海隆就曾经发明过用热空气和蒸汽作为 动力的机械玩具，不过这种新生事物并不适合当时的生产 力发展，不久之后就被人们遗忘了。到了17、18世纪，突 飞猛进的社会化生产迫切要求强大的动力资源，于是，人 们开始了对蒸汽机的研发。*先取得成功的是英国工程师 纽科门，他发明了**台用蒸汽来推动活塞工作的抽水机 ，使人工动力有了重大突破。然而，这台抽水机需要耗费 大量的煤炭，不仅耗费财力，还难以应用到远离煤矿的地 方，因此无法满足大规模生产的需要。直到瓦特的改良型 蒸汽机出现，才**解决了这一难题。 詹姆斯·瓦特，1736年出生于英国造船中心格拉斯哥 附近的一个小镇，父亲是造船工匠，同时经营一家船舶修 理厂。瓦特家族中许多人都是机械工人，*家庭的熏陶， 小瓦特从小就熟悉了许多机械原理和制作技术。他一直勤 奋好学，勇于探索。**，他看到烧水时水壶里冒出的水 蒸气把壶盖项起来，就开动了脑筋：水蒸气的力气好大啊 ，要是把它们集中起来成为一股强大的力量，运用到工业 生产中，一定会节省不少人力。可是，究竟怎么利用它们 呢？小瓦特冥思苦想，一直得不到答案。但是他发誓，将 来一定要发明出能够利用水蒸气作为动力的机器，让它为 人类造福！ 瓦特为了他的梦想开始发奋学习科学知识。他13岁就 学完了几何学，15岁自学读完了《物理学原理》，17岁开 始当学徒工，将所学到的理论知识应用到实践中。1757年 ，21岁的瓦特来到格拉斯哥大学修理和制造仪器。那里不 仅有完善的实验设备和生产车间，而且还有许多**的专 家和学者，这给瓦特的研究提供了*多便利。一直到1762 年的这几年间，他做过一些实验，但是始终没有什么头绪 。 17**年，瓦特奉命修理一台纽科门蒸汽机，他很快就 完成了任务。随后，他开始仔细研究起蒸汽机的工作原理 。他发现这种蒸汽机的汽缸下方有三个活门，蒸汽从中间 活门进入，推上活塞；工人将活门关死，然后往右边的活 门注入冷水，使热气冷缩，活塞下落。这时工人再关上进 水活门，打开左边的退水活门……这样蒸汽机才能工作一 次，效率很低。瓦特就此萌生了改进这种蒸汽机的想法。 他首先尝试降低蒸汽消耗量，努力了很长时间，但是 失败了。之后，他运用多年所学的知识和实际经验总结出 ：纽科门蒸汽机效率低的一个重要原因是它的很多热量都 用在了加热汽缸上。发现了这个秘密，瓦特很快就找到了 解决的途径：将冷却的过程放在汽缸外的另一个容器内进 行，这样既有利于降低温度，又有利于保持汽缸温度。经 过反复试验，瓦特发明了带有单独冷凝器的蒸汽机，它大 大节省了燃料，减少了工业成本。但是瓦特并没有就此满 足，他坚持不懈地试验，终于又发明了蒸汽机的分气阀以 及使蒸汽机的往复运动变成旋转运动的机械。就这样，蒸 汽机的改造正式完成了。