瓦特與蒸汽機(jī)

蔣顯翠

英國著名的發(fā)明家——詹姆斯·瓦特（James Watt，1736~1819年），是第一次工業(yè)革命時期的重要人物。1736年1月19日生于蘇格蘭格林諾克。童年時代的瓦特曾在文法學(xué)校念過書，然而沒有受過系統(tǒng)教育。瓦特在父親做工的工廠里學(xué)到許多機(jī)械制造知識，以后他到倫敦的一家鐘表店當(dāng)學(xué)徒。1763年瓦特到格拉斯大學(xué)當(dāng)儀器修理工，修理教學(xué)儀器。瓦特聰明好學(xué)，他常抽空旁聽教授們講課，再加上他整日親手?jǐn)[弄那些儀器，學(xué)識也就積累得不淺了。1763~1765年瓦特在修理紐科門泵時，設(shè)計冷凝器解決效率低的問題，羅巴克把瓦特的發(fā)明用于商業(yè)上。1774年瓦特將自己設(shè)計的蒸汽機(jī)投入生產(chǎn)。1776年博爾登—瓦特蒸汽機(jī)在波羅姆菲爾德煤礦首次向公眾展示其工作狀態(tài)。 1782年瓦特的雙向式蒸汽機(jī)取得專利，同年他發(fā)明了一種標(biāo)準(zhǔn)單位馬力。1781年瓦特制造了從兩邊推動活塞的雙動蒸汽機(jī)。1785年，他也因蒸汽機(jī)改進(jìn)的重大貢獻(xiàn)，被選為皇家學(xué)會會員。1819年8月25日瓦特在希斯菲德逝世。

1764年，格拉斯哥大學(xué)收到一臺要求修理的紐可門蒸汽機(jī)，任務(wù)交給了瓦特。瓦特將它修好后，看著它工作那么吃力，就像一個老人在喘氣，顛顛顫顫地負(fù)重行走，覺得實在應(yīng)該將它改進(jìn)一下。他注意到毛病主要是缸體隨著蒸汽每次熱了又冷，冷了又熱，白白浪費了許多熱量。能不能讓它一直保持不冷而活塞又照常工作呢？于是他自己出錢租了一個地窖，收集了幾臺報廢的蒸汽機(jī)，決心要造出一臺新式機(jī)器來。從此，瓦特整日擺弄這些機(jī)器，兩年后，總算弄出個新機(jī)樣子?？墒屈c火一試，那汽缸到處漏氣，瓦特想盡辦法，用氈子包，用油布裹，幾個月過去了，還是治不了這個毛病。

一天他又趴到汽缸前觀察漏氣的原因，不小心一股熱氣沖出，他急忙躲閃，右肩上已是紅腫一片，就像被一把刀削過一樣，辣辣地疼起來，弄得他心煩意亂。他真有些灰心了，這時，他的妻子給了他勇氣，妻子用激將法又激起了他繼續(xù)研究下去的決心。他又回到地下實驗室，將過去的資料重新翻閱一番，打起精神又干了起來，干累了就守著爐子燒一壺水喝茶。一天，他一邊喝茶，一邊看著那一動一動的壺蓋。他看看爐子上的壺又看看手中的杯子，突然靈感來了：茶水要涼，倒在杯里；蒸汽要冷，何不也把它從汽缸里“倒”出來呢？這樣想著，瓦特立即設(shè)計了一個和汽缸分開的冷凝器，這下熱效率提高了3倍，用的煤只有原來的四分之一。這關(guān)鍵的地方一突破，瓦特頓然覺得前景光明。他又到大學(xué)里向布萊克教授請教了一些理論問題，教授又介紹他認(rèn)識了發(fā)明鏜床的威爾金技師，這位技師立即用鏜炮筒的方法制了汽缸和活塞，解決了那個最頭疼的漏氣問題。

1784年，瓦特的蒸汽機(jī)已裝上曲軸、飛輪，活塞可以靠從兩邊進(jìn)來的蒸汽連續(xù)推動，再不用人力去調(diào)節(jié)活門，世界上第一臺真正的蒸汽機(jī)誕生了。以后又經(jīng)過一系列重大改進(jìn)，使之成為“萬能的原動機(jī)”，在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用。他開辟了人類利用能源新時代，標(biāo)志著工業(yè)革命的開始。后人為了紀(jì)念這位偉大的發(fā)明家，把功率的單位定為“瓦特”。

人教版物理八年級下第十一章《功和機(jī)械能》課外延伸閱讀

☆編輯/張燁