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瓦特是怎么发明蒸汽机的（第1页）

瓦特是怎么发明蒸汽机的？

谜团档案

时间：1769年

地点：英国

起因：瓦特发现蒸汽机

谜题回放：

在人类文明发展史上，蒸汽机的使用揭开了第一次工业革命的序幕，它的发明是工业革命史上的一个里程碑。可这一大的发明据说是偶然的灵感所致，灵感创造科学，是这样么？

在18世纪初一个寒冷的冬天，苏格兰一个穷苦的家庭里，一个小男孩正对着炉火上已经烧开的水壶发呆：白色的蒸汽如烟似雾地从壶嘴和壶盖的缝隙中飘出，壶盖被蒸腾的热气顶起来，落下去，发出此起彼伏，极具节奏的声响。小男孩那一刻仿佛失去了知觉，沉浸在不为人知的状态中，直至母亲走进来大声对他呵斥，才猛然清醒过来。当时谁也不会知道，这个小男孩这一天的发呆经历，在以后的日子里被无数人反复地讲述着。这个小男孩就是我们所熟知的蒸汽机的发明者——瓦特。

据说，瓦特就是因为当年受茶壶盖的启发，产生了发明蒸汽机的灵感。以后的人们为了查证蒸汽机发明的经过，做了大量的调研工作，他们发现，这个灵感的故事对于蒸汽机的发明似乎不够，那么蒸汽机究竟是怎么发明出来的？让我们先来做一个简单的历史回顾吧。

早在公元一世纪时，埃及亚历山大里亚学者希罗就利用蒸汽喷射反冲力做功，制成了蒸汽转动装置。1680年，法国物理学家巴本发明了高压锅，十年后，他又创造性地发明设计出最早的汽缸一一活塞装置。1698年，英国工程师托马斯·塞维利制造出世界上第一台实用性无活塞式矿井抽水蒸汽机。1712年，英国锻工托马司·牛可门结合巴本的汽缸活塞与塞维利的真空凝汽器的装置特点，研制出了更为有效的大气活塞式蒸汽机。以后，英国工程师司米顿又对牛可门的大气活塞式蒸汽机进行了改进，使其效率在原来的基础上增加了近一倍。接下来才该谈到瓦特了。

瓦特1736年1月19日生于苏格兰的格林诺克。他曾在当地的文法学校上学，成绩优异，后因生病而中途辍学。病好以后，他进入父亲的工场里做工。在这里，他学到了丰富的木工、金属冶炼与加工、机械制造、仪器修理等技术。1775年，他独自一人来到伦敦进一步学习仪器制造技术，学成后到格拉斯哥大学里当上了仪器修理工，专职负责教学用具的修理、维护与保管。也就是在格拉斯哥大学，他认识了热力学家布莱克和后来成名的物理学家约翰·鲁滨逊，并见到了一台牛可门式蒸汽机模型。牛顿与布莱克、约翰非常投机，三人经常凑在一起研究继续改进蒸汽机的问题。

瓦特虽然对牛可门的大气活塞式蒸汽机十分欣赏，但同时他也发现了这种机器存在的许多问题。诸如它的构造不仅消耗的能量大，做功效率低，而且在运行时极其不稳定，蒸汽机时冷时热，机械作业无法持久。为了解决这些问题，瓦特将自己的业余时间都投入进去，他用玻璃瓶、竹筒等简陋器具做了一连串简单而有趣的实验，详细研究了蒸汽的密度、压力和温度之间的关系。同时，他还对蒸汽机如何充分利用热量做了仔细的研究与论证，取得了突破性的进展。

1769年，瓦特成功地制造出一个单动式蒸汽机，它的耗煤量仅为牛可门蒸汽机的四分之一。这是一个非常了不起的进步。可瓦特却并不满足。取得专利后，他在企业家博尔顿的支持下对蒸汽机进行新的进一步的研究，将直线往复的机械运动转变成圆周旋转运动，并提出了著名的“行星齿轮机构”。

第二年，瓦特便成功地制造出了复动式蒸汽机。在随后的日子里，瓦特一直致力于对蒸汽机的改进与提高。到1784年，瓦特的“平行连杆机构”使得蒸汽机具有了更为广泛的工业实用性。经过了这么多年不断修正改良的蒸汽机，比牛可门式蒸汽机的工作效率提高了两倍，耗煤量却降低了75%。它不仅速度很快，而且安全可靠，在当时几乎无可挑剔，被誉为“万能蒸汽机”。它迅速地成为适用于一切工业部门的动力机械，广泛应用于纺织、采矿、冶金、造纸、机械等各个行业。进入19世纪后，由于金属材料应用技术的提高，蒸汽机的身材在不断地变小，并被广泛地运用于交通工具上。

1785年，鉴于瓦特对蒸汽技术的卓越贡献，他被选为英国皇家学会会员。1804年，他被格拉斯哥大学授予法学博士。1814年，他被法国聘为“法兰西科学家国外会长”。瓦特去世后，英国著名的威斯敏斯特大教堂为他塑了雕像。后人为了纪念他，用他的名字“瓦特”作为计算功率的一种单位。

瓦特对蒸汽机的改进极大地促进了人类文明发展的进程，在科学的历史上，他功不可没。他的成功关键是勤奋、好学，善于总结别人的经验并坚持不懈地进行科学探索。而这些也正是一切科学研究必备的条件。

谜案追踪：

瓦特究竟是根据什么发明的蒸汽机，我们到现在还是不得而知，可是蒸汽机对人类历史的发展以及对科学的发展进程的贡献，却是不可磨灭的。这远比寻找你发明原因更重要吧！