一 : 谁发明了蒸汽机
蒸汽机的发明
你听说过“水壶的故事”吗？故事中说，瓦特小的时候，看见炉子上壶里的水沸腾了。蒸汽把壶盖顶了起来，瓦特从中受到启发，长大后发明了蒸汽机，成为著名的发明家。其实，那只不过是传说而已，瓦特发明蒸汽机并不是他幼时的灵感，而是吸收前人的成果和他个人艰苦努力的结果。
(www.61k.com”1736年，瓦特生于英国造船业发达的格拉斯哥城附近的格里诺克镇。他的祖父和叔叔是机械工人，父亲是造船工人。因为家里穷，瓦特几乎没上过学，但在家庭的影响下，从小就懂得了不少机械制造的知识，培养了制造机械的兴趣。瓦特18岁那年进格拉斯哥城学习手艺，后来又去伦敦专门学习机械制造业。 1757年，瓦特到格拉斯格大学当实验员，专门制作和修理教学仪器。大学为瓦特提供了良好的学习与实践的机会。他孜孜不倦地学习，还掌握了德文和意大利文，一有机会就向大学里的教授请教，有时还和他们争论科学技术问题。
1763年，外边送到大学里的一台蒸汽机要瓦特负责修理。瓦特和另外几个人详细地研究起来。这台蒸汽机是一个名叫纽克曼的苏格兰铁匠发明制造的，这在当时是最先进的蒸汽机了。在纽克曼之前，有许多人都对蒸汽当作动力用于生产怀着很大的兴趣。1688年，法国物理学家德尼斯·帕潘，曾用一个圆筒和活塞制造出第一台简单的蒸汽机。但是，帕潘的发明没有实际运用到工业生产上。十年后，英国人托易斯·塞维利发明了蒸汽抽水机，主要用于矿井抽水。1705年，纽克曼经过长期研究，综合帕潘和塞维利发明的优点，创造了空气蒸汽机。
经过认真研究，瓦特发现纽克曼蒸汽机有许多缺陷，主要是燃料耗费太大，笨拙，应用的范围有限，只能用于矿井抽水和灌溉，瓦特决心造一台比它更好的蒸汽机。
一年之后，瓦特自己制造的蒸汽机开始点火了。但水沸腾起来之后，蒸汽机一动不动，水汽从里面冒了出来，屋子里搞得雾气腾腾，原来蒸汽机漏汽，瓦特的第一次试验失败了。
“我一定能成功！”瓦特相信自己的能力。
但是，大学里并不支持他制造蒸汽机。当时，造一台蒸汽机需要几千英镑，而瓦特一年的工资也才不过35英镑，他只好向朋友求助。一个经营铁工厂和煤
厂，名叫巴克的朋友为他提供经费，给予他很多帮助。当试验眼看就要成功的时候，巴克却突然破产，瓦特又走投无路了。
“瓦特，我给你带好消息了。”正当瓦特在自己的实验室里一筹莫展的时候，好心的巴克却在四处奔走，想法为瓦特寻找支持者。
“什么好消息，快告诉我。”瓦特兴奋起来，感到事情又有希望了。 “伯明翰有一个铁器制造商，叫马太·波尔敦，他答应为你提供经费。” “他有什么条件？”
“他将为试制蒸汽机提供一切费用，并且维持你的生活，直到这个事业获利为止。你要用蒸汽机专利权的三分之二，作为对他的补偿。”
“好，我同意了！”
瓦特很快赶到伯明翰，在那里，经过反复实践，终于在1796年制成了有分离冷凝器的单动式蒸汽机。这种蒸汽机比纽克曼的蒸汽机有显著的优点，可节省75％的燃料。
瓦特并没满足于已取得的成就，1782年，他又成功地制造了联协式蒸汽机。1784年，瓦特对它进行了改进，为它增加了一种自动调节蒸汽机速率的装置，使它能适用于各种机械的运动。从此之后，纺织业、采矿业、冶金业、造纸业、陶瓷业等工业部门，都先后采用蒸汽机作为动力了。
1807年，美国人富尔把瓦特的蒸汽机装在轮船上，从此，航运中的帆船时代结束了。
1814年，英国人史蒂芬把瓦特的蒸汽机装在火车上，陆路运输的新时代开始了。
19世纪三、四十年代，蒸汽机在欧洲和北美被广泛采用，这就是所谓的“蒸汽时代。”
瓦特逝世于1819年，后人为了纪念他的伟大发明，把发电机和电动机的功率计算单位称为“瓦特”。现代家庭用的电灯、电暖器、电熨斗的功率都称为“瓦”，那是“瓦特”的简称，也是为了纪念他为人类做出的杰出贡献。
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蒸汽机的发明你听说过“水壶的故事”吗？故事中说，瓦特小的时候，看见炉子上壶里的水沸腾了。蒸汽把壶盖顶了起来，瓦特从中受到启发，长大后发明了蒸汽机，成为著名的发明家。其实，那只不过是传说而已，瓦特发明蒸汽机并不是他幼时的灵感，而是吸收前人的成果和他个人艰苦努力的结果。
1736年，瓦特生于英国造船业发达的格拉斯哥城附近的格里诺克镇。他的祖父和叔叔是机械工人，父亲是造船工人。因为家里穷，瓦特几乎没上过学，但在家庭的影响下，从小就懂得了不少机械制造的知识，培养了制造机械的兴趣。瓦特18岁那年进格拉斯哥城学习手艺，后来又去伦敦专门学习机械制造业。 1757年，瓦特到格拉斯格大学当实验员，专门制作和修理教学仪器。大学为瓦特提供了良好的学习与实践的机会。他孜孜不倦地学习，还掌握了德文和意大利文，一有机会就向大学里的教授请教，有时还和他们争论科学技术问题。
1763年，外边送到大学里的一台蒸汽机要瓦特负责修理。瓦特和另外几个人详细地研究起来。这台蒸汽机是一个名叫纽克曼的苏格兰铁匠发明制造的，这在当时是最先进的蒸汽机了。在纽克曼之前，有许多人都对蒸汽当作动力用于生产怀着很大的兴趣。1688年，法国物理学家德尼斯·帕潘，曾用一个圆筒和活塞制造出第一台简单的蒸汽机。但是，帕潘的发明没有实际运用到工业生产上。十年后，英国人托易斯·塞维利发明了蒸汽抽水机，主要用于矿井抽水。1705年，纽克曼经过长期研究，综合帕潘和塞维利发明的优点，创造了空气蒸汽机。
经过认真研究，瓦特发现纽克曼蒸汽机有许多缺陷，主要是燃料耗费太大，笨拙，应用的范围有限，只能用于矿井抽水和灌溉，瓦特决心造一台比它更好的蒸汽机。
一年之后，瓦特自己制造的蒸汽机开始点火了。但水沸腾起来之后，蒸汽机一动不动，水汽从里面冒了出来，屋子里搞得雾气腾腾，原来蒸汽机漏汽，瓦特的第一次试验失败了。
“我一定能成功！”瓦特相信自己的能力。
但是，大学里并不支持他制造蒸汽机。当时，造一台蒸汽机需要几千英镑，而瓦特一年的工资也才不过35英镑，他只好向朋友求助。一个经营铁工厂和煤
厂，名叫巴克的朋友为他提供经费，给予他很多帮助。当试验眼看就要成功的时候，巴克却突然破产，瓦特又走投无路了。
“瓦特，我给你带好消息了。”正当瓦特在自己的实验室里一筹莫展的时候，好心的巴克却在四处奔走，想法为瓦特寻找支持者。
“什么好消息，快告诉我。”瓦特兴奋起来，感到事情又有希望了。 “伯明翰有一个铁器制造商，叫马太·波尔敦，他答应为你提供经费。” “他有什么条件？”
“他将为试制蒸汽机提供一切费用，并且维持你的生活，直到这个事业获利为止。你要用蒸汽机专利权的三分之二，作为对他的补偿。”
“好，我同意了！”
瓦特很快赶到伯明翰，在那里，经过反复实践，终于在1796年制成了有分离冷凝器的单动式蒸汽机。这种蒸汽机比纽克曼的蒸汽机有显著的优点，可节省75％的燃料。
瓦特并没满足于已取得的成就，1782年，他又成功地制造了联协式蒸汽机。1784年，瓦特对它进行了改进，为它增加了一种自动调节蒸汽机速率的装置，使它能适用于各种机械的运动。从此之后，纺织业、采矿业、冶金业、造纸业、陶瓷业等工业部门，都先后采用蒸汽机作为动力了。
1807年，美国人富尔把瓦特的蒸汽机装在轮船上，从此，航运中的帆船时代结束了。
1814年，英国人史蒂芬把瓦特的蒸汽机装在火车上，陆路运输的新时代开始了。
19世纪三、四十年代，蒸汽机在欧洲和北美被广泛采用，这就是所谓的“蒸汽时代。”
瓦特逝世于1819年，后人为了纪念他的伟大发明，把发电机和电动机的功率计算单位称为“瓦特”。现代家庭用的电灯、电暖器、电熨斗的功率都称为“瓦”，那是“瓦特”的简称，也是为了纪念他为人类做出的杰出贡献。
作者：蒋学华
科学之友 2000年04期
很多学生可能都知道瓦特发明蒸汽机的故事：一天晚上，少年瓦特和外祖母坐在客厅里的火炉旁边，火炉上有一水壶，当壶水被烧开时，顽皮的瓦特把壶嘴用东西堵住不让蒸汽从壶嘴跑出来，这时他发现蒸汽把壶盖顶了起来。瓦特沉思，为什么壶盖会被顶起来呢？是否可用蒸汽作为动力呢？瓦特对这个问题产生了兴趣，经过多年的研究，终于发明了以蒸汽为动力的蒸汽机。
根据这种说法，瓦特便是蒸汽机唯一的发明人了。实际情况是这样的吗？为了弄清这个问题，我们来回顾一下蒸汽机的发明史。
有记载表明，早在公元前120年， 希腊人希隆曾制作了一个被称为“小汽轮”的装置，它是一个装有两个弯管喷嘴的空心铜球，喷管与球的轴成直角，各弯向相反的方向。如图1所示， 蒸汽通过金属导管从汽化皿传到球中，再由喷嘴喷出时，球体便绕轴转动，这是以蒸汽为动力的汽轮机的雏型。
又经过了约1，800多年，到17世纪50年代，在托里拆利、帕斯卡等物理学家的共同努力下，首次获得了真空，并实现了对大气压强的测量。在此基础上，格里克研制了抽气机，他利用抽气机，做了一系列演示大气压强的实验，其中包括1654年5月9日当着公众进行的著名的马德堡半球实验。
17世纪末，英国完成了资产阶级民主革命，工业有了前所未有的发展，对于燃料的需求量巨增，煤矿开采的规模越来越大，但面临的尖锐问题就是如何解决矿井的积水问题。很多工程师都在潜心研制可用于生产的非人力抽水机。到1698年英国工程师萨维利在抽气机的原理基础上制造了第一台用蒸汽作为动力的抽水机。其原理如图2 ：关闭吸水管和排水管与容器R间相连的单向阀门K[,2]和K[,3]，同时打开锅炉Q与容器R间的阀门K[,1]，这时就有蒸汽进入容器R，关上阀门K[,1]并用冷水冷却容器，使容器内的蒸汽冷凝成水，容器内气压降低，水坑里的水在大气压的作用下便被抽到容器R中。抽取一定水量后，阀门K[,2]自动关闭，再打开阀门K[,1]，这时借助于蒸汽的压力可将容器中的水通过阀门K[,3]沿排水管排到水池中。在萨维利机中，除了阀门外， 机器中没有可运动的部件。在用冷水冷却蒸汽的同时，也把整个容器都冷却了，因此在下一次抽水时，又要将整个容器再加势，这就浪费了大量的蒸汽，也就是浪费了大量的热能。虽然萨维利于1698年取得了发明专利，也生产出一些机器用于矿井抽水，但由于机器结构不合理，故工人操作不便，劳动强度很大，能量损耗很多，抽水效率极低。
在萨维利机用于矿井的同时，法国物理学家巴本也设计出一种利用蒸汽的动力机，在汽缸里加上了可移动的活塞，活塞的出现，拓宽了蒸汽机的应用范围。但是由于当时法国生产落后，对动力机的需求还不迫切，加之巴本的设计仍然存在很多缺陷，因而巴本蒸汽机没有能够在生产中得到应用。
到了18世纪， 英国人纽可门综合了萨维利机和巴本机的优点， 于1705年～1706年制成了纽可门蒸汽机。纽可门机较之萨维利机可更为方便地用于矿井抽水。他采用了杠杆、链条等装置，利用杠杆的摇臂使吸筒抽水做功。如图3所示。虽然纽可门后来作了许多改进， 但基本原理仍和萨维利机一样，使用喷水的办法来冷却汽缸，以达到冷凝蒸汽的目的，因此，纽可门机的热效率依然很低。即使如此，由于工人操作纽可门机的劳动强度较之萨维利机减少了，因此在当时纽可门机已广泛应用于矿井抽水和农田灌溉等方面。
瓦特于1736年1月19日出生在苏格兰的格林诺克镇。 格林诺克镇位于当时造船业很发达的格拉斯哥城附近。瓦特的父亲是一位水平很高的造船技师和建筑师。瓦特幼年多病，辍学在家，由他母亲教他读书写字。由于父亲的职业关系，少年瓦特看到和接触的机械较多，并对机械产生了兴趣，经常用父亲的工具、机械零件拼装一些小玩意。1755年从格拉斯哥到了伦敦，在一家钟表店当学徒。由于他勤奋好学，在短短一年时间里，除了学会修理钟表之外，还学会修理一些像方位仪、经纬仪那样的航海仪器和其他仪表。瓦特于1757年到了格拉斯哥大学当了一名修理教学仪器的技工。由于格拉斯哥大学的仪器设备和模型在当时是比较先进的，瓦特通过修理这些仪器，在技术上有了很大的长进。同时在大学里，他遇到了不少的科学家和工程师，使他有机会请教学习了一些机械原理。
1763年，格拉斯哥大学从伦敦买了一台纽可门机的教学模型，运转不灵。1764年，瓦特接了修理这台机器的差事，他在修理这台机器的过程中感到，纽可门机的冷凝装置很不合理，由于纽可门机冷凝水蒸汽是在汽缸里进行的，因此，冷凝蒸汽的同时，也冷却了汽缸，这就白白浪费了大量的能量。瓦特经过一段时间的思考摸索后认为：要克服纽可门机的最大缺点，合理的办法就是只冷凝蒸汽，而不冷却汽缸。要做到这一点，就应将蒸汽冷凝过程移出汽缸，增加一个与汽缸分开的冷凝器，将蒸汽的冷凝过程在冷凝器中进行。这是一项重大的发明。1765年5月，瓦特决定改进蒸汽机的想法，得到了格拉斯哥大学著名化学教授布莱克的支持，并取得了学校的实验经费。在翻砂工罗伯克的帮助下，瓦特设计制成了一台试验性的机器。由于这台机器采用了冷凝器与汽缸相分离的设计，使得蒸汽机的效率大为提高。又经过了很多次试验改进，到1776年，瓦特制造安装了两台实用机器，一台安装在一个煤矿中用于抽水，另一台为一家炼铁厂的高炉鼓风。此后的5年时间里， 他又安装了一些用于铜矿和锡矿的抽水机。这期间瓦特并没有间断对蒸汽机的研究和实验。1782年，瓦特进一步改进了汽缸的结构，制成双冲程的蒸汽机，这样蒸汽可以从汽缸的两头分别进入汽缸，由蒸汽来推动活塞做往复运动，彻底改变了纽可门机利用大气压力推动活塞的情况，变单动为双动。后来，瓦特又对蒸汽机进行了几项较大的革新，1784年为了便于速度变换，他把纽可门的杠杆转动改变为曲轴和齿轮转动，使活塞的直线运动变为圆周运动。从而制成了能够连续转动的、双动通用蒸汽机，如图4所示。这种蒸汽机经济、有效，获得了广泛应用。4年后，为了能自动控制蒸汽机的速度，他发明了离心调速器。1790年他又发明了测量蒸汽机压力的压力计。至此经过瓦特不懈的努力，现代蒸汽机就基本完成了。为此，瓦特整整花去了25年的时间，为之后一个多世纪世界工业的迅猛发展，做出了历史性的巨大贡献。
综上所述，我们可以得出肯定的结论：蒸汽机是由萨维利、巴本、纽可门、瓦特等人为代表的几代科学家共同发明的。只是在改进蒸汽机的结构、提高蒸汽机的效率、促进蒸汽机的广泛应用方面，瓦特贡献更大，影响更广。我们称瓦特为现代蒸汽机之父是毫不过分的。
当大家坐在隆隆飞驰的火车上时，很多人可能以为它的发明者肯定是一位经过多年深造的大科学家。
史蒂芬逊
其实，被称为“铁路之父”的史蒂芬逊是一位穷矿工，而且他到17岁时还是一位文盲。1781年6月9日，乔治·史蒂芬逊出生在英国诺森伯兰的一个煤矿工人的家庭里。由于家境贫困，他8岁时就开始帮人放牛。14岁那年，父亲把他带到自己的矿上去做工，他当上了一名蒸汽机司炉
史蒂芬逊
的助手。一天的劳累，常常使他腰酸腿病，因而在他的心灵里，早就埋下了革新机械为工友们造福的愿望。不管工作多么疲劳，业余时间他从不肯休息，总是守在机器旁边，认真观察，仔细琢磨。可是他一天书也没念过，连机器上的标记符号和说明也看不懂。为了弥补自己在文化科学知识上的欠缺，史蒂芬逊在17岁时开始进夜校读书。由于他学习刻苦，没过多久就能自学各种科技书籍了。
有一天，矿上的一台机器突然坏了，几位机械师修了很长时间也找不到原因。这时史蒂芬逊来了，他绕着机器转了几圈，自告奋勇地说：“让我来试试看。”他把所有的部件都拆了下来，一件一件的进行认真检查，修理好出毛病的地方，很快照原样组装上，机器果然修好了，在场的人们发出一片赞许声。因此，史蒂芬逊被破例提拔为矿上第一个工匠出身的工程师。
史蒂芬逊当了工程师后，并没有停留在已取得的成绩上，他决心把瓦特发明的蒸汽机用于交通运输。他在前人创造的机车模型的基础上，通过多次试验，终于在1814年制造出了一台能够实用的蒸汽机车。这台机车能牵引30吨，还解决了火车经常脱轨的问题。但是这台机车的缺点很多，不仅走的慢，震动厉害，噪声大，而且烟筒里冒出了很高的火苗。史蒂芬逊继续进行试验、改进。又经过11年的艰苦研究，世界上第一台客货运蒸汽机车“旅行号”终于诞生了。l825年9月27日清晨，试车表演在世界上第一条铁路——英国的达林敦铁路上举行。史蒂芬逊亲自驾驶“旅行号”。机车牵引着12节装着煤、面粉的车厢和20节满载乘客的车厢从伊库拉因开出，安全到达达林敦车站。当时车上的乘客有450人，列车载重共90吨，机车最高时速达到20至24公里。“旅行号”的试车成功开辟了陆上运输的新纪元。1829年，史蒂芬逊又研制成功了“火箭号”新机车，并亲自驾驶参加赛车。结果，“火箭
号”以最高时速46公里，没有发生任何故障而获得优胜。从此，火车就正式被使用于交通运输事业。
乔治·史蒂芬逊-基本资料
姓名：乔治·史蒂芬逊（斯蒂芬森）
英文名：GeorgeStephenson
出生日：1781年6月9日
星座：双子座
性别：男
血型：未知
地区：英国
出生省：未知
出生市：诺森伯兰
身份：设计师
你听说过“水壶的故事”吗？故事中说，瓦特小的时候，看见炉子上壶里的水沸腾了。蒸汽把壶盖顶了起来，瓦特从中受到启发，长大后发明了蒸汽机，成为著名的发明家。其实，那只不过是传说而已，瓦特发明蒸汽机并不是他幼时的灵感，而是吸收前人的成果和他个人艰苦努力的结果。1736年，瓦特生于英国造船业发达的格拉斯哥城附近的格里诺克镇。他的祖父和叔叔是机械工人，父亲是造船工人。因为家里穷，瓦特几乎没上过学，但在家庭的影响下，从小就懂得了不少机械制造的知识，培养了制造机械的兴趣。瓦特18岁那年进格拉斯哥城学习手艺，后来又去伦敦专门学习机械制造业。1757年，瓦特到格拉斯格大学当实验员，专门制作和修理教学仪器。大学为瓦特提供了良好的学习与实践的机会。他孜孜不倦地学习，还掌握了德文和意大利文，一有机会就向大学里的教授请教，有时还和他们争论科学技术问题。1763年，外边送到大学里的一台蒸汽机要瓦特负责修理。瓦特和另外几个人详细地研究起来。 这台蒸汽机是一个名叫纽克曼的苏格兰铁匠发明制造的，这在当时是最先进的蒸汽机了。在纽克曼之前，有许多人都对蒸汽当作动力用于生产怀着很大的兴趣。1688年，法国物理学家德尼斯·帕潘，曾用一个圆筒和活塞制造出第一台简单的蒸汽机。但是，帕潘的发明没有实际运用到工业生产上。十年后，英国人托易斯·塞维利发明了蒸汽抽水机，主要用于矿井抽水。1705年，纽克曼经过长期研究，综合帕潘和塞维利发明的优点，创造了空气蒸汽机。 经过认真研究，瓦特发现纽克曼蒸汽机有许多缺陷，主要是燃料耗费太大，笨拙，应用的范围有限，只能用于矿井抽水和灌溉，瓦特决心造一台比它更好的蒸汽机。 一年之后，瓦特自己制造的蒸汽机开始点火了。但水沸腾起来之后，蒸汽机一动不动，水汽从里面冒了出来，屋子里搞得雾气腾腾，原来蒸汽机漏汽，瓦特的第一次试验失败了。 “我一定能成功！”瓦特相信自己的能力。 但是，大学里并不支持他制造蒸汽机。当时，造一台蒸汽机需要几千英镑，而瓦特一年的工资也才不过35英镑，他只好向朋友求助。一个经营铁工厂和煤厂，名叫巴克的朋友为他提供经费，给予他很多帮助。当试验眼看就要成功的时候，巴克却突然破产，瓦特又走投无路了。 “瓦特，我给你带好消息了。”正当瓦特在自己的实验室里一筹莫展的时候，好心的巴克却在四处奔走，想法为瓦特寻找支持者。 “什么好消息，快告诉我。”瓦特兴奋起来，感到事情又有希望了。 “伯明翰有一个铁器制造商，叫马太·波尔敦，他
答应为你提供经费。” “他有什么条件？” “他将为试制蒸汽机提供一切费用，并且维持你的生活，直到这个事业获利为止。你要用蒸汽机专利权的三分之二，作为对他的补偿。” “好，我同意了！” 瓦特很快赶到伯明翰，在那里，经过反复实践，终于在1796年制成了有分离冷凝器的单动式蒸汽机。这种蒸汽机比纽克曼的蒸汽机有显著的优点，可节省75％的燃料。 瓦特并没满足于已取得的成就，1782年，他又成功地制造了联协式蒸汽机。1784年，瓦特对它进行了改进，为它增加了一种自动调节蒸汽机速率的装置，使它能适用于各种机械的运动。从此之后，纺织业、采矿业、冶金业、造纸业、陶瓷业等工业部门，都先后采用蒸汽机作为动力了。 1807年，美国人富尔把瓦特的蒸汽机装在轮船上，从此，航运中的帆船时代结束了。 1814年，英国人史蒂芬把瓦特的蒸汽机装在火车上，陆路运输的新时代开始了。 19世纪三、四十年代，蒸汽机在欧洲和北美被广泛采用，这就是所谓的“蒸汽时代。” 瓦特逝世于1819年，后人为了纪念他的伟大发明，把发电机和电动机的功率计算单位称为“瓦特”。现代家庭用的电灯、电暖器、电熨斗的功率都称为“瓦”，那是“瓦特”的简称，也是为了纪念他为人类作出的杰出贡献。
理论 广 角
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Ｃａｉｅｄｃｌ ｉ ｈ ｅ ｈｏＲｅ ｉｓｎａＴｎｇｅｗ ｎｃｃｎｅｏｙｖ
瓦特 是 蒸汽 机 的 发 明者吗
刘
［ 摘
健
刘 峰（ 指导老师）
ａ 京化 工大学 ） Ｅ
要］ 汽机 是 人类历 史上 最重要 的发 明之一 ， 蒸 它推动 了资本 主 义时代 的产 生 ， 开启 了人 类 的近代 。 汽机在 科 学技 术 史上 具有里 程 碑 似的意 义 。 于 蒸 关
是 瓦特 发明 了蒸 汽机还 是瓦 特改 良了 蒸汽 机的争 论一直 在持 续 。 对于 此 问题 ， 文将从 机械 工程 的 角度予 以全新的讨 论 。 本 ［ 关键词］ 蒸汽 机 瓦特 工业 革 命 中图分 类号 ： ６ １３ Ｕ６４．ｌ 文献标 识码 ： Ａ 文章编号 ：０９ ９ ４ （０ ２０—０９— ｌ １０ — １Ｘ ２１ ）１ ２４ ０
在人 类技术 史上 ， 有两样最 重要的 发明 。 一样是蒸 汽机， 另一 样是计 算机 。 蒸 汽机 的 出现 引起 了人 类第 一次 工业 革 命 。 直到 Ｉ０￣ 左 右 ， ９０ 它仍 然是 世界上 最重 要 的原动 力机 ， 著名 的泰 坦 尼克号 的动力就 是蒸 汽机 。 来 ， 后 内燃 机 才逐 渐取 代了 蒸汽机 。 １怎样 制作 一个 蒸汽机 我 们尝试 蒸汽机 的发 明轨迹 发明一 遍 蒸汽机 。 我 们怎么发 明蒸 汽机呢？ 水烧开 了会产生 蒸汽膨胀 ， 个谁都知 道 。 们 这 我 设想 用火 烧一个锅 炉 ， 锅炉上 面接一根 汽管 ， 终端接一个 圆筒， 汽管 圆筒另一 端 是 可以 移动 的活 塞 。 当我 们 把水烧 开 时 ， 那么 蒸汽 会膨 胀 ， 使活 塞移 动 。 这种 蒸 汽机谁都 可 以想得 到 。 现在 的 问题 是怎 样让活塞 复位 。 只要活塞 能够做往 复运动 ， 人类运用 蒸汽 作为动力 的梦想 也就 不远 了 。 在 ｌ世纪 ， 于上 述 的 活塞 复 位 问题 ， 人工解 决是费 劲的 ， ８ 对 靠 而且 使用 阀 门人工放 汽 的话 ， 效率 低 ， 不仅 阀门 的密封 性也是 难题 。 而且 活塞 本身 的汽 密 性 也是本 系统的难 题 ， 系统 还存在 容易烫伤 人和 锅炉爆炸等 危险 。 本 总之 本系 统不实 用 ， 实用 的话 人类两千 年前 就可 以利用 蒸汽做 动力 了。 要是 １世 纪 ， ８ 瓦特诞 生 了。 特构思 了一 个巧妙 的 办法来解 决活塞 复位 问题 ， 瓦 瓦特想假如存 在两个锅 炉 ， 向左 吹汽 ， 个向右吹 汽， 边吹汽 时右边锅 一个 另一 左 炉汽门关 闭并 且右室排 汽阀 门打开使右室与 外界空气相通 ， 塞到顶端 时再 等活 换右边 锅炉 吹汽 ， 吹 到顶端 时 又换回 来 ， 边锅 炉开始 吹汽 。 个锅炉 轮 向右 左 两 流吹汽 ， 在 中间就
可 以交替被 两个锅 炉驱 使 ， 样就可 以解决活塞 复位 问 活塞 这 题。 但是这种 方法 的一个 最大难 点还是 在于 自动 系统不好 设计 ， 必须人 工开 关 阀 门， 因为 人工 开关 阀 门使机器 工 作速度 减慢 ， 以还是 不太实用 。 所 因此 机器 自动控制 系统是蒸 汽机付诸于 真正 应用 所必须要解决 的问题 ， 无论如何都 要把 人的 因素排 除 出机器 。 瓦 特想 了一个 绝妙 的办 法来解 决 自动控制 的难题 。 个办法 如此 巧妙 以 这 至于如 果我们说谁 都可 以设计 出第一种 蒸汽机 ， 的人能够想到第二 种蒸汽 聪明 机 ， 只有 天才 才能够 想 到瓦特 的蒸 汽机 。 那么 瓦特 放弃 了双 汽缸蒸 汽机 ， 瓦特 又回到了单 汽缸蒸 汽机 瓦特 想到 了在一个 汽缸上面 两头各 接一个 孔 ， 块 用一 钢板 轮 流盖住 这两 个 ， Ｌ轮流 给汽 缸输 汽的办 法 。 这样做 可 以节 约一 个 汽缸 ， 但 是这 个办法 的难 点如何 使 钢板来 回运 动轮 流盖住这 两个 孔 。 还有一 个 问题 就 是活塞 运动 的时候 被压 缩的一 面和 外界空 气相通 的阀 门 自动打 开的 问题 。 瓦特 是幸 运 的 ， 活在 １世 纪的 欧洲 。 时候 的科 技条 件加 上他 的 自 他生 ８ 那 身才华 已经允 许他 发 明连杆 技术使 他 把活塞 的往 复直线运 动变 为 圆周运动 。 他的下一 个天才就是把 圆周运动 又接回去 反作用汽缸 内部 那块铁板 ， 使铁板 做 直 线往 复运动 。 经过适 当的机械 尺 寸调 整 ， 构思被 证 明是有效 的 这个 蒸汽 机 的天才 一步 就这 样诞生 了 。 下一 步就是 解 决活塞 运动 的时候被 压 缩的一 面和 外界空 气相通 的 阀门 自动打开 的 问题 。 这个 问题 的解 决瓦特 也是 采用了一 个绝妙 的办法 。 把那块铁 板挖 空 ， 瓦特 铁板 下 面挖一 个 矩形 槽 。 之成 为 一 字 型 铁板 。 么铁板 上 边缘 和左 右 边 使 那 缘一 方面 可以 阻挡 蒸汽压 入 ， 另一 方面铁 板 下面 是 空的 ， 以漏 汽 。 可 这样 就使 活塞驱 动过来 的蒸 汽可 以从铁板 下面排 到巧妙设计 的和外 界相通 的废汽 缸中 从而 排放 到空气 中 。 我们不知道上面的设计是不是一步就设计好的， 解决铁板来回运动问 即：
和输 出转 轮的 关 系是一一 对 应的函 数决定 关系 。 也就是说 离 心调 速器 的转 速 只决 定于 输 出转轮 。 通过上面 的论证 基本可 以判 定， 蒸汽机是 瓦特发 明的 。 瓦特对 蒸汽机 的核 心 技术 做出 了独一 无二 的贡献 。 ２蒸 汽机 简要 发展 历程 ｌ世纪 末 到 ｌ世纪 后期 ， ６ ７ 英国 的
采 矿业 ， 特别 是煤矿 ， 已发展 到相 当 的规 模， 单靠 人 力 、 畜力 已难 以满 足排 除 矿井地 下水 的要 求 ， 而现 场 又有丰 富而廉 价 的煤 作为 燃 料 。 现实 的需 要促 使许 多 人 ， 英 国的 帕潘 、 弗里 、 科 门等 如 萨 纽 就 致 力于 “ 以火 力提水 ”的探索 和 试验 。 约 １７ 年法 国物理 学 家丹尼斯 － ６９ 巴本在 观察 蒸汽 逃离 他的高压 锅 后制 造 了第一 台蒸 汽机 的工 作模型 。 萨 弗里 制成 的 世 界上第一 台 实用 的蒸 汽提 水 机 ， １９ 年取 得 标名 为 在 ６８ “ 工之 友” 矿 的英 国专 利。 将一个 蛋形 容器 先充 满蒸 汽 ， 他 然后 关 闭进汽 阀 ， 在 容器 外喷淋冷 水使 容器 内蒸汽冷凝 而形成 真空 。 打开进 水 阀， 矿井 底的 水受大 汽压力作 用经进 水管吸人容器 中 ； 关闭进水 阀 ， 重开进 汽 阀， 蒸汽压 力将容器 靠 中的 水经排 水阀压 出 。 待容器 中的水被排 空而 充满蒸 汽时 ， 闭进 汽 阀和排水 关 阀， 重新 喷水 使蒸汽 冷凝 。 如此反复 循环 ， 用两 个蛋形 容器交 替工 作 ， 可连续排
水。 萨弗里 的提水机 依靠真 空的吸力 汲水 ， 汲水深 度不 能超过 六米 。 为了从 几 十米 深 的矿 井汲 水 ， 须将提水 机装在矿 井深 处 ， 用较高 的蒸汽压 力 才能将水 压 到地 面上 ， 当时 无疑是 困难 而又危 险的 。 这在 纽科 门及其 助手 卡利 在１０年 发明 了大气 式蒸 汽机 ， 以驱动 独立 的提 ７５ 用 水泵 ， 称 为纽科 门 大气式 蒸汽机 。 种蒸 汽机 先在英 国 ， 被 这 后来 在欧 洲大 陆得 到 迅速 推 广 ， 的改 型产 品直 到 ｌ世纪 初还 在 制造 科 门的 蒸汽 机将 蒸 汽 它 ９
一
引入气 缸后 阀 门被关 闭 ， 后冷水 被撒 入汽缸 ， 然 蒸汽凝 结 时造 成真 空。 活塞 另 面 的空气 压 力推 动 活塞 。 在矿 井 中联 结一 根深 入竖 井 的杆 来驱 动一 个 泵 。 蒸汽机 活塞 的运 动通 过这 根杆 传 到泵的 活塞 来将水 抽 到井 外 。 纽科 门大气 式 蒸汽机 的热效率 很 低 ， 主要是 由于蒸 汽进 入汽 缸时 ， 刚被水冷 却过 的汽缸 这 在 壁上冷 凝而损 失掉大量 热量 ， 只在煤价 低廉 的产煤 区才 得到推 广 。 从 １６ 年 到 １９ 年 ， ７５ ７ ０ 瓦特进 行 了一 系列 发 明 ， 比如 分 离式 冷 凝器 、 汽缸 外设 置 绝热 层 、 油润 滑润 滑活 塞 ， 星式齿 轮 、 行运 动 连杆 机 构 、 用 行 平 离心 式调 速器 、 气 阀、 力 计等 等 ， 节 压 使蒸 汽机 的 效率提 高 到 原来 纽科 门机 的 ３ 倍 多 ， 终发 明出 了现代意 义上的蒸 汽机
。 最 瓦特 的创造性 工作 使蒸 汽机迅 速地 发 展 ， 原来 只能提水 的机械 ， 了可 【 遍应 用的蒸汽 机 ， 蒸汽机的 热 他使 成为 艚 并使 效率 成倍提 高 ， 煤耗 大大下 降 。 参考 文献
【 １ ］胡显 章 ， 国屏主 编 《 曾 科学 技术 概论 》 Ｅ ： 等教 育 出版 社 ，０６ ｊ京 高 ２０ ． ［ ２ 】刘兵 ， 杨舰 ， 吾三 主编 ，科 学技 术 史二 十一 讲 》清华 大 学 出版社 ， 戴 《 ，
２０ Ｏ ６．
题又解决 自动排汽问题。 一步解决两个问题实在是太天才了， 让人难以置信。 所以更可能是两步。 瓦特开始时解决了铁板运动问题。 但却同时为排汽问题发 愁 。 是瓦特 脑子 里最 终 闪烁 出了智 慧的 灵光 。 但 他把 铁板 挖空 了 ， 两个 汽 利用 门中的 中心地带 设计 了废 汽室 ， 巧妙的解 决 了 自动排 汽问题 ， 而且整 个空 间没 有 一点 剩余 ， 全部都 利 用上 了。 后 面瓦特 还做 了一 件了 不起 的事情 。 瓦特 无意 识的也 许是 人类第 一 次使
用模 拟 自动 控制 系统 。 以前 的蒸 汽机火 车可 以知道 ， 当加 煤加得 越 旺时 ， 火车 跑得 越快 。 炉 的火 势不 稳 定会导 致 蒸 汽机转 速 不稳 定 。 锅 蒸汽机 转速 不 稳定 会导 致 内部 不好控 制 ， 外部不 好使 用。 比如在纺 织行业就要 求蒸 汽机 以稳 定的 转速 转动 ， 定纺 出来的效 果就 不好 。 不稳 那么怎样 才能保 持蒸 汽机 稳定 呢？瓦
特采用了一个相当先进的办法， 在蒸汽机上面加一个离心调速器。 在蒸汽机转 轮上面耦合一些齿轮 ， 经过机械传动把转动传送到离心调速器上。 离心调速器 ２ ４ 科 技 博 览 ９ ｌ
蒸汽机的发明与第一次产业革命
人类对蒸汽的认识和利用，经历了一个漫长的历史过程。早在公元前2世纪，古希腊人就制造过一种利用蒸汽喷射产生反作用的发动机。后出现了1698年法国物理学家巴本的汽缸—活塞装置和英国工程师托马斯·塞维利的用于矿井抽水的蒸汽机。1705年英国锻工托马斯·纽可门在另一位工人考利的帮助下，发明了一种更加适用的大气活塞式蒸汽机，称为纽可门蒸汽机。1763年，瓦特通过大量实验以及根据格拉斯哥大学教授布莱克提出的潜热、比热理论进行分析，对旧式蒸汽机进行深入研究，找出了旧式机器效率低的主要原因，造出了几台新式蒸汽机，可效果仍不理想。从1766年到1782年，瓦特经过艰苦努力先后实现了三次技术飞跃和获得三个专利，将纽可门蒸汽机完全演变成瓦特蒸汽机。于是1784年他发明了一种新型联动式蒸汽机，宣告了“蒸汽机时代”的来临。蒸汽机很快就广泛应用到了钢铁、煤炭等工业部门，极大地促进了第一次产业革命。1807年以蒸汽机为动力的轮船问世，1814年又发明了蒸汽机车。最后，刨床于1817年，机床于1836年，蒸汽锤于1839年，陆续发明应用，实现了用机器生产机器。
18世纪中叶到19世纪所发生的产业革命，是人类社会发展到资本主义阶段以后所经历的第一次科学技术上的变革。这次产业革命在18世纪60年代始于英国，首先从纺织业开始，以蒸汽机的发明和应用为标志，遍及化学、冶金及机器制造等部门。1784年，英国第一座以蒸汽机为动力的纺纱厂建成，大大提高了棉纺织业的生产效率和机械化程度。这种蒸汽机很快地被推广开来，使其他轻工业部门也从工场手工业过渡到机器大工业。轻工业部门的机器发明和广泛应用，又推动了重工业和运输业的技术革新，使社会生产力出现了惊人的发展。到19世纪30年代末，英国首先完成了产业革命。美、法、德、俄、日等主要资本主义国家，也在19世纪内，相继完成了产业革命。
蒸汽机的发明，是社会经济发展史上的一个里程碑，极大地促进了第一次产业革命。恩格斯指出，蒸汽机是第一个真正国际性的发明，它“把工场手工业变成了现代的大工业，从而把资产阶级社会的整个基础革命化了”。蒸汽机的广泛应用和产业革命的完成使资本主义社会生产力得到了迅猛的发展。自从把旧的工场手工业变成机器大工业以后，在资产阶级领导下造成的生产力，就以前所未有的速度和规模发展起来。英国成了世界上最先进的资本主义工业国。1850年，英国在世界工业总产值中，已超过2/5，在世界贸易总额中所占的比重，也超过1/5。产业革命所带来的生产力的巨大飞跃，使英国变成了“世界工厂”。产业革命使法国经济进入空前繁荣的时期，在1850-1870年的20年间，国民收入增加1倍，工业总产值几乎提高2倍。产业革命同样使德国的社会生产力飞速发展，在1850-1870年的20年里，工业生产大约翻了两番，很快赶上了先进资本主义国家。美国在产业革命之前，近代工业很不发达，随着产业革命的进展，资本主义工厂制度也确立起来。在1810-1860年的50年间，工业总产值增加了将近9倍，并以空前的速度扶摇直上，开始与英、法这两个先进的资本主义国家争夺经济霸权。
蒸汽机的广泛应用和产业革命的胜利，极大地促进了社会生产力的飞跃，使资本主义生产方式最终战胜了封建制生产方式而确立起来，结果创造出一个资本家阶级和一个人数远远超过资本家阶级的产业无产阶级。因为随着机器的使用，不仅把大批农民、手工业者和帮工、学徒卷进了工厂，也把工人家庭的成员都抛到劳动市场上去，大批工资微薄的童工和女工被吸进工厂的大门。这样，人与人之间的阶级结构就发生了剧烈的变化，整个社会日益分裂并简化为资产阶级与无产阶级两大基本阶级。资本家利用机器对工人进行残酷的剥削，使无产阶级陷入贫困、失业和饥饿的境地。产业革命使无产阶级与资产阶级的对立日益加剧，促进了资本主义基本矛盾的尖锐化。
（选自《〈马克思主义基本原理概论〉教师参考书》，高等教育出版社2007年版）蒸汽机的发明与第一次产业革命
人类对蒸汽的认识和利用，经历了一个漫长的历史过程。早在公元前2世纪，古希腊人就制造过一种利用蒸汽喷射产生反作用的发动机。后出现了1698年法国物理学家巴本的汽缸—活塞装置和英国工程师托马斯·塞维利的用于矿井抽水的蒸汽机。1705年英国锻工托马斯·纽可门在另一位工人考利的帮助下，发明了一种更加适用的大气活塞式蒸汽机，称为纽可门蒸汽机。1763年，瓦特通过大量实验以及根据格拉斯哥大学教授布莱克提出的潜热、比热理论进行分析，对旧式蒸汽机进行深入研究，找出了旧式机器效率低的主要原因，造出了几台新式蒸汽机，可效果仍不理想。从1766年到1782年，瓦特经过艰苦努力先后实现了三次技术飞跃和获得三个专利，将纽可门蒸汽机完全演变成瓦特蒸汽机。于是1784年他发明了一种新型联动式蒸汽机，宣告了“蒸汽机时代”的来临。蒸汽机很快就广泛应用到了钢铁、煤炭等工业部门，极大地促进了第一次产业革命。1807年以蒸汽机为动力的轮船问世，1814年又发明了蒸汽机车。最后，刨床于1817年，机床于1836年，蒸汽锤于1839年，陆续发明应用，实现了用机器生产机器。
18世纪中叶到19世纪所发生的产业革命，是人类社会发展到资本主义阶段以后所经历的第一次科学技术上的变革。这次产业革命在18世纪60年代始于英国，首先从纺织业开始，以蒸汽机的发明和应用为标志，遍及化学、冶金及机器制造等部门。1784年，英国第一座以蒸汽机为动力的纺纱厂建成，大大提高了棉纺织业的生产效率和机械化程度。这种蒸汽机很快地被推广开来，使其他轻工业部门也从工场手工业过渡到机器大工业。轻工业部门的机器发明和广泛应用，又推动了重工业和运输业的技术革新，使社会生产力出现了惊人的发展。到19世纪30年代末，英国首先完成了产业革命。美、法、德、俄、日等主要资本主义国家，也在19世纪内，相继完成了产业革命。
蒸汽机的发明，是社会经济发展史上的一个里程碑，极大地促进了第一次产业革命。恩格斯指出，蒸汽机是第一个真正国际性的发明，它“把工场手工业变成了现代的大工业，从而把资产阶级社会的整个基础革命化了”。蒸汽机的广泛应用和产业革命的完成使资本主义社会生产力得到了迅猛的发展。自从把旧的工场手工业变成机器大工业以后，在资产阶级领导下造成的生产力，就以前所未有的速度和规模发展起来。英国成了世界上最先进的资本主义工业国。1850年，英国在世界工业总产值中，已超过2/5，在世界贸易总额中所占的比重，也超过1/5。产业革命所带来的生产力的巨大飞跃，使英国变成了“世界工厂”。产业革命使法国经济进入空前繁荣的时期，在1850-1870年的20年间，国民收入增加1倍，工业总产值几乎提高2倍。产业革命同样使德国的社会生产力飞速发展，在1850-1870年的20年里，工业生产大约翻了两番，很快赶上了先进资本主义国家。美国在产业革命之前，近代工业很不发达，随着产业革命的进展，资本主义工厂制度也确立起来。在1810-1860年的50年间，工业总产值增加了将近9倍，并以空前的速度扶摇直上，开始与英、法这两个先进的资本主义国家争夺经济霸权。
蒸汽机的广泛应用和产业革命的胜利，极大地促进了社会生产力的飞跃，使资本主义生产方式最终战胜了封建制生产方式而确立起来，结果创造出一个资本家阶级和一个人数远远超过资本家阶级的产业无产阶级。因为随着机器的使用，不仅把大批农民、手工业者和帮工、学徒卷进了工厂，也把工人家庭的成员都抛到劳动市场上去，大批工资微薄的童工和女工被吸进工厂的大门。这样，人与人之间的阶级结构就发生了剧烈的变化，整个社会日益分裂并简化为资产阶级与无产阶级两大基本阶级。资本家利用机器对工人进行残酷的剥削，使无产阶级陷入贫困、失业和饥饿的境地。产业革命使无产阶级与资产阶级的对立日益加剧，促进了资本主义基本矛盾的尖锐化。
（选自《〈马克思主义基本原理概论〉教师参考书》，高等教育出版社2007年版）
蒸汽机的真正发明者瓦特
你听说过“水壶的故事”吗？故事中说，瓦特小的时候，看见炉子上壶里的水沸腾了。蒸汽把壶盖顶了起来，瓦特从中受到启发，长大后发明了蒸汽机，成为著名的发明家。其实，那只不过是传说而已，瓦特发明蒸汽机并不是他幼时的灵感，而是吸收前人的成果和他个人艰苦努力的结果。
瓦特（1736—1819）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。
１７３６年，瓦特生于英国造船业发达的格拉斯哥城附近的格里诺克镇。他的祖父和叔叔是机械工人，父亲是造船工人。因为家里穷，瓦特几乎没上过学，但在家庭的影响下，从小就懂得了不少机械制造的知识，培养了制造机械的兴趣。瓦特１８岁那年进格拉斯哥城学习手艺，后来又去伦敦专门学习机械制造业。１７５７年，瓦特到格拉斯格大学当实验员，专门制作和修理教学仪器。大学为瓦特提供了良好的学习与实践的机会。他孜孜不倦地学习，还掌握了德文和意大利文，一有机会就向大学里的教授请教，有时还和他们争论科学技术问题。 １７６３年，外边送到大学里的一台蒸汽机要瓦特负责修理。瓦特和另外几个人仔细地研究起来。
这台蒸汽机是一个名叫纽克曼的苏格兰铁匠发明制造的，这在当时是最先进的蒸汽机了。在纽克曼之前，有许多人都对蒸汽当作动力用于生产怀着很大的兴趣。１６８８年，法国物理学家德尼斯·帕潘，曾用一个圆筒和活塞制造出第一台简单的蒸汽机。但是，帕潘的发明没有实际运用到工业生产上。十年后，英国人托易斯·塞维利发明了蒸汽抽水机，主要用于矿井抽水。１７０５年，纽克曼经过长期研究，综合帕潘和塞维利发明的优点，创造了空气蒸汽机。
经过认真研究，瓦特发现纽克曼蒸汽机有许多缺陷，主要是燃料耗费太大，笨拙，应用的范围有限，只能用于矿井抽水和灌溉，瓦特决心造一台比它更好的蒸汽机。
一年之后，瓦特自己制造的蒸汽机开始点火了。但水沸腾起来之后，蒸汽机一动不动，水汽从里面冒了出来，屋子里搞得雾气腾腾，原来蒸汽机漏气，瓦特的第一次试验失败了。
虽然，瓦特相信自己的能力。但是，大学里并不支持他制造蒸汽机。当时，造一台蒸汽机需要几千英镑，而瓦特一年的工资也才不过３５英镑，他只好向朋友求助。一个经营铁工厂和煤厂，名叫巴克的朋友愿意为他提供经费，给予他很多帮助。当试验眼看就要成功的时候，巴克却突然破产，瓦特又走投无路了。 正当瓦特在自己的实验室里一筹莫展的时候，好心的巴克却在四处奔走，想法为瓦特寻找支持者。巴克找到伯明翰的一个铁器制造商，叫马太·波尔敦的人，他答应为瓦特提供经费。但马大·波尔敦要求用蒸汽机专利权的三分之二，作为对他的补偿。瓦特立即同意了。并很快赶到伯明翰，在那里，瓦特经过反复实践，终于在１７９６年制成了有分离冷凝器的单动式蒸汽机。这种蒸汽机比纽克曼的蒸汽机有显著的优点，可节省７５％的燃料。
瓦特并没满足于已取得的成就，１７８２年，他又成功地制造了联协式蒸汽机。１７８４年，瓦特对它进行了改进，为它增加了一种自动调节蒸汽机速率的
装置，使它能适用于各种机械的运动。从此之后，纺织业、采矿业、冶金业、造纸业、陶瓷业等工业部门，都先后采用蒸汽机作为动力了。
１８０７年，美国人富尔把瓦特的蒸汽机装在轮船上，从此，航运中的帆船时代结束了。１８１４年，英国人史蒂芬把瓦特的蒸汽机装在火车上，陆路运输的新时代开始了。
１９世纪三四十年代，蒸汽机在欧洲和北美被广泛采用，这就是所谓的“蒸汽时代。”
恩格斯在《自然辩证法》中这样写道：“蒸汽机是第一个真正国际性的发明，瓦特把它加上了一个分离的冷凝器，这就使蒸汽机在原则上达到了现在的水平。”瓦特逝世于１８１９年，后人为了纪念他的伟大发明，把发电机和电动机的功率计算单位定为“瓦特”。现代家庭用的电灯、电暖器、电熨斗的功率都称为“瓦”，那是“瓦特”的简称，也是为了纪念他为人类作出的杰出贡献。
传统的科普读物中，瓦特发明蒸汽机是受被水蒸汽顶得跳动不已的壶盖启发。读了刘哲昕所著《未来的路》一书，才知道瓦特发明蒸汽机并没有“灵光一现”式的轻巧和幸运，而是与两位企业家、一份契约和长达四分之一世纪的探索紧密相联。
1766年，在企业家罗巴克的赞助下，瓦特正式开始蒸汽机改进研发。几年后，他研制出第一台带有冷凝器的蒸汽机，但动力性能并未获得实质性突破。1773年，罗巴克破产，瓦特的事业陷入停顿。1776年，企业家博尔顿与瓦特签订了科技史上著名的“博尔顿契约”：博尔顿为蒸汽机从研发到竣工提供一切必要的条件；若蒸汽机研发成功，博尔顿、瓦特按2：1的比例分配利润；若研发失败，一切经济后果由博尔顿承担。瓦特继续潜心科研。1786年，他相继完成了蒸汽机的三次技术革新。濒临破产的博尔顿此时正孤注一掷，四处借款。1790年，随着汽缸示工器的发明，历时24年的万能蒸汽机发明终于成功。
蒸汽机的发明历程引起我们对以往科普读物编写的反思，也对当前贯彻落实科学发展观，实施创新驱动发展战略带来几点启示。
一是要坚持科学务实。科技发明的真正主导是以理性和实证为标志的科学精神，需要反复的实验、艰辛的摸索、恒久的信念，基础性工作必不可少，没有“速成”的可能。经济社会发展亦然。我们必须坚持对客观规律的敬畏，摒弃实用主义、功利主义和机会主义思维，坚守“一步一个脚印”的务实精神。
二是要坚持人才先导。创新要求人们具有超越性的独到眼光。瓦特在学生时代就能敏锐洞察蒸汽机的发展方向和改进空间，体现了他的远见卓识。罗巴克、博尔顿的识人“眼光”亦至关重要。“千里马常有，而伯乐不常有”。人才固然难得，但发现人才的慧眼尤其是奖掖人才的机制更显可贵。
三是要坚持正视利益。“博尔顿契约”的亮点是保障个人利益条款的设置。正如马克思所言——人们奋斗所争取的一切，都与他们的利益相关。在社会契约和市场机制的作用下，私欲与公利紧密结合，互相依赖，个人物质欲望可以成为推动整体社会进步与革新的不竭动力。
四是要坚持明确主体。任期制使政府行为具有“短期性”倾向，追求可量化、可视化的目标。企业家以利润最大化为目的，个人的自由意志也足以保证行动的一贯性。没有罗巴克、博尔顿历时20多年充满风险的持续巨额投资，瓦特再是天才也寸步难前。所以，科技创新应坚持以企业为主体，以科研人员为核心。
五是要坚持完善体制。政府有义务也有能力为科技发展、产学研合作营造必要的条件。其中，尤需重视法律制度的作用。“博尔顿契约”之所以能产生效力，与西方自《罗马法》以来形成的契约精神分不开。罗巴克、博尔顿、瓦特之所以能倾注心血、坚持不懈地支持和进行蒸汽机研发，也与英国对专利权的充分保护和尊重分不开。只有在健全的法治下，人才、教育、政策等因素才能最大限度地对科技进步发挥效力。
瓦特发明蒸汽机的故事
在瓦特的故乡--英国格林诺克的小镇,家家户户都是生火烧水做饭。对这种司空见惯的事,有谁留过心呢？瓦特就留了心。有一天，他在厨房里看祖母做饭。灶上坐着一壶开水。开水在沸腾。壶盖啪啪啪地作响,不停地往上跳动。瓦特观
察好半天,感到很奇怪,猜不透这是什么
缘故,就问祖母说：“什么玩艺使壶盖跳
动呢？”祖母回答说：“水开了，就这样。”
瓦特没有满足,又
追问：“为什么水
开了壶盖就跳
动？是什么东西
推动它吗？”可能
是祖母太忙了,没有功夫答对他,便不耐烦地说：“不知道。
小孩子刨根问底地问这些有什么意思呢。”瓦特在他祖母
那里不但没有找到答案,反而受到了冤枉的批评,心里很
不舒服,可他并不灰心。
连续几天,每当做饭时,
他就蹲在火炉旁边细心
蒸汽船 早期的蒸汽汽车
地观察着。起初,壶盖很安稳,隔了一会儿,水要开了,发出哗哗的响声。突然,壶里的水蒸汽冒
出来,推动壶盖跳动了。蒸汽不住地往上冒,壶
盖也不停地跳动着,好象里边藏着个魔术师,在变戏法似的。瓦特高兴了,几乎叫出声来,他把壶盖揭开盖上,盖上又揭开,反复验证。他还把杯子、调羹遮在水蒸汽喷出的地方。瓦特终于弄清楚了,是水蒸汽推动壶盖
跳动,这水蒸汽的力量还真不小呢。水蒸汽推动壶盖跳
动的物理现象,正是瓦特发明蒸汽机的认识源泉吗？
1769年,瓦特把蒸汽机改成为发动力较大的单动
式发动机。后来又经过多次研究, 成功发明了完善的
蒸汽机。由于蒸汽机的发明,英国成为世界上最早利用
蒸汽推动铁制
改革,一些国家进入了所谓的
就行驶在茫茫无际的海洋上了。随之而来,煤矿、工厂、火车也全应用了蒸汽机。体力劳动解放了,经济发展了。这不能不说是蒸汽机发明的成果。当然也是蒸汽机的发明家瓦特的功劳。因此,
瓦特在世界上享有盛名。瓦特十分重视学习和实
践。学习,丰富了他的智慧；实践,结出了丰硕的成果。
瓦特发明蒸汽机的故事
在瓦特的故乡--英国格林诺克的小镇,家家户户都是生火烧水做饭。对这种司空见惯的事,有谁留过心呢？瓦特就留了心。有一天，他在厨房里看祖母做饭。灶上坐着一壶开水。开水在沸腾。壶盖啪啪啪地作响,不停地往上跳动。瓦特观
察好半天,感到很奇怪,猜不透这是什么
缘故,就问祖母说：“什么玩艺使壶盖跳
动呢？”祖母回答说：“水开了，就这样。”
瓦特没有满足,又
追问：“为什么水
开了壶盖就跳
动？是什么东西
推动它吗？”可能是祖母太忙了,没有功夫答对他,便不耐
烦地说：“不知道。小孩子刨根问底地问这些有什么意思
呢。”瓦特在他祖母那里不但没有找到答案,反而受到了冤
枉的批评,心里很不舒服,可他并不灰心。连续几天,每当
做饭时,他就蹲在火炉旁
边细心地观察着。起初,早期的蒸汽汽车
壶盖很安稳,隔了一会儿,水要开了,发出哗哗
蒸汽船 的响声。突然,壶里的水蒸汽冒出来,推动壶盖
跳动了。蒸汽不住地往上冒,壶盖也不停地跳动
着,好象里边藏着个魔术师,在变戏法似的。瓦特高兴了,几乎叫出声来,他把壶盖揭开盖上,盖上又揭开,反复验证。他还把杯子、调羹遮在水蒸汽喷出的地方。瓦特终于弄清楚了,是水蒸汽推动壶盖跳动,这水蒸汽的
力量还真不小呢。水蒸汽推动壶盖跳动的物理现象,正
是瓦特发明蒸汽机的认识源泉吗？
1769年,瓦特把蒸汽机改成为发动力较大的单动
式发动机。后来又经过多次研究, 成功发明了完善的
蒸汽机。由于蒸汽机的发明,英国成为世界上最早利用
蒸汽推动铁制
改革,一些国家进入了所谓的
就行驶在茫茫无际的海洋上了。随之而来,煤矿、工厂、火车也全应用了蒸汽机。体力劳动解放了,经济发展了。这不能不说是蒸汽机发明的成果。当然也是蒸汽机的发明家瓦特的功劳。因此,
瓦特在世界上享有盛名。瓦特十分重视学习和实
践。学习,丰富了他的智慧；实践,结出了丰硕的成果。
二 : 揭秘蒸汽机是谁发明的,蒸汽机原理【图文】
12人探索：文章要介绍“揭秘蒸汽机是谁发明的,蒸汽机原理【图文】”，内容是小编在网络上精心整理的，在这里与大家分享。(www.61k.com]
蒸汽机是现代火车最初的雏形，蒸汽机是20世纪最伟大的发明，甚至还创造了蒸汽时代，工业革命产生的一部分原因是因为瓦特对蒸汽机的改良，而瓦特并没有发明蒸汽机，他只是对蒸汽机进行了改良。那么蒸汽机是谁发明的呢？蒸汽机的原理又是什么？
蒸汽机是将蒸汽的能量转换为机械功的往复式动力机械。蒸汽机的出现曾引起了18世纪的工业革命。直到20世纪初，它仍然是世界上最重要的原动机，后来才逐渐让位于内燃机和汽轮机等。蒸汽机需要一个使水沸腾产生高压蒸汽的锅炉，这个锅炉可以使用木头、煤、石油或天然气甚至垃圾作为热源。蒸汽膨胀推动活塞做功。
蒸汽机是一个能够将动能转换为功的热机。泵、火车头和现代轮船曾使用蒸汽机驱动。蒸汽机在工业革命中起了基本的作用。今天人们还使用蒸汽涡轮发动机来发电。
蒸汽机是谁发明的众所周知，蒸汽机是瓦特发明的，但其实瓦特并不是第一个发明出蒸汽机的人。早在1世纪时，古希腊数学家亚历山大港的希罗就发明汽转球，这是最初蒸汽机的雏形。
1679年法国物理学家丹尼斯·巴本在观察蒸汽逃离他的高压锅后制造了第一台蒸汽机的工作模型。约与此同时萨缪尔·莫兰也提出了蒸汽机的主意。
1688年，法国物理学家德尼斯·帕潘，曾用一个圆筒和活塞制造出第一台简单的蒸汽机。但是，帕潘的发明没有实际运用到工业生产上。
1705年，纽克曼经过长期研究，综合帕潘和塞维利发明的优点，创造了空气蒸汽机。
改良过程1757年，瓦特到格拉斯格大学当实验员，专门制作和修理教学仪器。大学为瓦特提供了良好的学习与实践的机会。他孜孜不倦地学习，还掌握了德文和意大利文，一有机会就向大学里的教授请教，有时还和他们争论科学技术问题。
1784年，瓦特对它进行了改进，为它增加了一种自动调节蒸汽机速率的装置，使它能适用于各种机械的运动。从此之后，纺织业、采矿业、冶金业、造纸业、陶瓷业等工业部门，都先后采用蒸汽机作为动力了。1807年，美国人富尔把瓦特的蒸汽机装在轮船上，从此，航运中的帆船时代结束了。
1814年，英国人史蒂芬把瓦特的蒸汽机装在火车上，陆路运输的新时代开始了。１９世纪三、四十年代，蒸汽机在欧洲和北美被广泛采用，这就是所谓的“蒸汽时代。”瓦特逝世于１８１９年，后人为了纪念他的伟大发明，把发电机和电动机的功率计算单位称为“瓦特”。
如此说来，瓦特只是蒸汽机的改良者，并不是蒸汽机的发明者，不过话说回来，如果没有瓦特对第一台蒸汽机的精心改良，就不会出现蒸汽时代，不会大大加快了工业的效率。
蒸汽机原理蒸汽机为所有早期火车头、汽船和工厂提供动力，因此是工业革命的基础。在本文中我们将学习蒸汽机是如何工作的。
下面的示意图展示了活塞式蒸汽机的主要部件。这是用在蒸汽机车中的典型蒸汽机。
图中所示的是双动式蒸汽机，因为它的阀门使高压蒸汽交替作用于活塞的两面。下面演示了运行中的发动机：
你能够看到，滑动阀负责让高压蒸汽进入汽缸两面。而阀门的控制杆通常钩在连接十字头的联动装置上，因此十字头的运动也使阀门滑动。
你在这幅图中可以看到废蒸汽被简单地排放到了空气中。这就解释了关于蒸汽机车的两件事：
它解释了为什么蒸汽机车需要在车站加水——随着蒸汽的消耗，水不断地在损失。
它解释了火车“呼哧”声的来源。当阀门打开汽缸释放废蒸汽时，蒸汽以很大的压力冲出来而产生“哧”的声音。当火车刚启动的时候，活塞移动得很慢，而后火车开始变快，活塞运动也在加快。这就产生了我们在火车启动时常常听到的效果：“呼…哧…呼哧…哧哧哧”。
在蒸汽机车中，十字头通常与传动杆相连，从那里连到联杆，由联杆驱动机车的轮子。结构通常如下所示：
在这个示意图中，十字头与传动杆连接，而传动杆则与火车的三个驱动轮中的一个连接。这三个轮子通过联杆连接在一起，所以它们同步转动。
锅炉蒸汽机所需的高压蒸汽来自锅炉。锅炉的任务是加热水来产生蒸汽。有两种实现方法：火管和水管。
火管锅炉在19世纪初更为常见。它由一个被很多管子穿过的水箱组成。由煤或木柴烧热所得的热气体从这些管子中通过加热水箱中的水，如下所示：
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在火管锅炉中，整个水箱都处于高压之下，因此一旦水箱破裂将造成大爆炸。
现在，更常见的是水管锅炉，在这种锅炉中，水流过位于由火加热的气体中的一排管子。下面的简化示意图描绘了水管锅炉的典型构造：
在真正的锅炉中，结构将会复杂得多，因为锅炉的目的就是尽最大可能从燃烧的燃料中吸取热量以提高效率。
奥秘世界独家观点：蒸汽机的发明改善了我们的生活，如果没有那些科学们的潜心研究，没有瓦特的精心改良，我们可能还得晚几十年坐上火车，汽车等等交通工具.可以说蒸汽机的发明促进了工业革命的成功。
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三 : 是谁发明的蒸汽机呢？
一提到产业革命最重要的条件——蒸汽机的诞生，人们立刻会联想到瓦特的名字。但事实上，最早发明蒸汽机的并不是瓦特。
应当说，利用蒸汽作动力的思想是由来已久的，最有名的是亚力山大时代的天才人物海隆。早在公元前二世纪，他就曾用热空气和蒸汽作动力开动过机械玩具。只是由于当时的社会生产力状况对这种人为的动力源尚无迫切需要，因而海隆的试验不过是供人们一时玩乐而已。
到 １７、１８ 世纪，随着社会生产力的发展，对人工动力的需要逐步突出了。
当时英国要解决采煤炼铁问题，而采煤需要强大的动力在矿井中排水。据说有一个矿竟用 ５００ 匹马来做这项工作，这就大大影响了矿主的赢利。于是，人们开始进行各种各样蒸汽机设计和制造。而最先取得成功的，是纽科门。
纽科门是达特默恩的一个金属器具商，他对德温和康沃尔的矿井很熟悉，知道矿井的抽水是一个难题，他决心解决这个问题。后来，他花了 １０年的时间作实验，终于在 １７０５ 年搞出了第一台用蒸汽推动活塞工作的抽水机。其工作原理是：蒸汽机有一个顶上开口的垂直汽缸，活塞杆用链子连在枢轴上转动的横梁的一端，泵杆则用链子连在横梁的另一端。当泵杆下降时，其重量便将活塞从汽缸中提起。与此同时，一个阀门打开，让从锅炉来的蒸汽在活塞下充满汽缸。当活塞到达顶点时，蒸汽供给卡断，另一个阀门打开，开始喷射冷水，蒸汽的冷凝在汽缸内造成真空，活塞上端受到的大气压力便将活塞下推。这种动力冲程举起泵杆，从而将矿井的水抽出。这台蒸汽机的诞生，是人工动力上的一个重大突破。但因耗煤量太大，在远离煤矿的地方难以应用，不能满足当时的需要。
对纽科门蒸汽机进行根本性变革的是瓦特。瓦特是英国商人的儿子，１９岁到伦敦当学徒，学习仪器制造，２１ 岁在格拉斯哥大学修理和制造仪器。瓦特经常和一些教师讨论改进蒸汽机的问题，增长了不少科学知识。在 １７６１年和 １７６２ 年，他做过一些改进蒸汽机的试验，但没有取得进展。
１７６４ 年，学校把一台纽科门蒸汽机交给瓦特修理。瓦特在试图降低蒸汽消耗量的努力失败后，开始探讨蒸汽机的工作原理。他发现纽科门蒸汽机效率低的一个原因是消耗不少热量用来加热汽缸本身。他想到，如果冷却在汽缸外的另一个容器里进行，那就既有利于降低冷却温度，又有利于保持汽缸的温度。经过实验，果然证实了他的设想。
１７６５ 年，２９ 岁的瓦特发明了带有单独冷凝器的蒸汽机。由于把汽缸和另外一个冷凝器相连接，使用过的蒸汽在冷凝器中凝结成水，这就能使汽缸在运行中始终保持一定温度，从而大幅度地节省了燃料。四年之后，瓦特取得专利权，并被称为“专利之王”。
瓦特并没有因此满足，他在伯明翰的机械厂主博耳顿的合作与支持下，继续进行实验。后来，他又发明了蒸汽机的分汽阀以及能使蒸汽机往复运动变成旋转运动的机构。这样，蒸汽机在它的主要方面就和今天差不多了。
发明蒸汽机之后，瓦特又在考虑怎样表达这种机器的效率问题。在这之前，人们是用马来作动力，所以人们对于马有多大气力有个习惯的估计。瓦特想到，说明机器效率最好是和马来比较。于是，他从一家啤酒厂借来几匹拉车的马进行试验。他用一个重 １００ 磅的东西，拴上一条长长的绳索，再把重物放进深井里，然后通过一个滑车用马拉。结果，这匹马拉着 １００ 磅的重物，每分钟可以走 ２２０ 英尺，每分钟可做 ２２０００ 英尺磅的功。考虑到滑车的摩擦会消耗一些气力，瓦特又给 ２２０ 英尺加上了 ５０％，成为 ３３０ 英尺。这样所做的功便相当于每分钟 ３３０００ 英尺磅，即每秒 ５５０ 英尺磅了。他把这个数字称为一“马力”。“马力”这个单位就是这样来的。
四 : 蒸汽机是谁发明的？
蒸汽机是谁发明的?
詹姆斯·瓦特x0d苏格兰发明家詹姆斯·瓦特经常被称为蒸汽机发明家,是工业革命的关键人物.x0d实际上瓦特并不是第一个发明蒸汽机的人.公元一世纪,亚历山大·希罗曾设计过类似的机器.1698年,汤姆斯·萨威利获得了用蒸汽机抽水的专利权.1712年英国人汤姆斯·牛考门获得了稍加改进的蒸汽机的专利权.牛考门蒸汽机效率非常低,只能用于煤矿排水.x0d1764年瓦特在修理一台牛考门蒸汽机时,自己对这种机器发生了兴趣.瓦特虽然只受过一年的机械制造训练,但却具有非凡的发明天才.他对牛考门机所做的改进非常重要,所以人们认为是他发明了第一台有实用价值的蒸汽机.x0d瓦特所做的第一项重大革新就是增加一个独立的凝汽室,于1769年获得专利权.他还使蒸汽缸与外界绝缘,又于1782年发明了双动发动机.连同一些较小的革新一起,这些发明使蒸汽机的效率至少提高了四倍.实际上效率的提高意味着一台华而不实的装置与一台有巨大工业价值的机械之间的差别.x0d1781年,瓦特还发明了一套齿轮,从而使蒸汽机的往复运动变换成为旋转运动.这套齿轮使蒸汽机的用途增多.瓦特又发明了自动调节蒸汽机运转速度的离心式调速器（1788年）、压力计（1790年）、计数器、示功器、节流阀以及许多其他仪器.x0d瓦特本人没有很好的经商头脑.但是他在1775年同一个非常能干的商人、工程师马娄·布尔顿合股成立了一个瓦特—布尔顿公司.该公司生产了大量的蒸汽机,两个股东也都成了富翁.x0d对蒸汽机的重要性无论怎样估计都不为过分.当然在工业革命中出现了许多其他发明,如在采矿,冶炼和许多工业机械等方面都有所发明.其中的几项发明如滑轮梭子（约翰·凯,1733年）和勒尼纺纱机（詹姆斯·哈格瑞夫斯法,1764年）皆出在瓦特着手之前.其他发明中的大多数只代表了小改小革,没有哪一项能单独地对工业革命起举足轻重的作用.然而蒸汽机则不同,它起着关键性的作用,没有它,工业革命就会面目全非.在它之前虽然风车和水轮有一定的用途,但是主要的动力源一向是人的肌体,这个因素严重地限制了工业生产力.随着蒸汽机的发明,这条限制消除了.现在有了可供生产使用的巨大能量,生产也就随之有了巨大的增长.1973年禁运石油使我们认识到缺乏能量会多么严重地阻碍工业的发展,这个经历会使我们粗浅地认识到瓦特的发明对工业革命的重要意义.x0d蒸汽机除了作为工厂动力来源外,还有许多其他重要的应用.1783年马贵斯·朱费罗伊·达班斯成功地使用蒸汽机驱动船的航行.1804年理查德,特利维西克制造出第一台蒸汽机车.不过这两种机型从经济上来看都不是成功的.然而数十年之内,轮船和铁路使水陆交通都发生了革命.x0d在历史上,工业革命 与美国革命和法国革命几乎是同一时期出现的.虽然人们当时似乎对工业革命认识不清楚,但是今天我们可以看出它对人类日常生活的作用显然要比那两场伟大政治革命都重要得多.因此,詹姆斯·瓦特是历史上最有影响的人物之一.
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