科技史：第十五讲近代第一次技术革命
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பைடு நூலகம்科技史
第十五讲：近代第一次技术革命
◎历史文化与旅游学院1◎
一．近代第一次技术革命兴起的原因 二．近代第一次技术革命的孕育阶段 三．技术革命的发展过程 四．蒸汽机时代技术的发展 五．近代第一次技术革命的特点和意义
2
内容简介 1. 了解近代第一次技术革命的社会背景； 2. 了解近代第一次技术革命的发展过程及重
瓦特
布莱克
?瓦特同格拉斯哥大学约瑟夫 ·布 莱克一起讨论了蒸汽性质问题。
?思索如何提高蒸汽机的工作效率。 ?布莱克是潜热的发现者。
散步中的顿悟
?据说在一次星期天的散步中，瓦特突然 悟到了纽可门式的蒸汽机效率低下的结 症所在。
?为了冷凝蒸汽和形成真空，纽可门式蒸 汽机的工作汽缸必须冷却到水的沸点以 下，一个冲程过后，又再次冲满蒸气时， 因为汽缸已经冷却，就需要大量的蒸汽 来加热汽缸，而这些蒸汽是白白浪费掉 的。
13
蒸汽机的原理
?蒸汽冷凝产生真空；活塞在汽缸中 的运动产生动力
?纽可门的发明解决了当时急需解决 的深矿井排水难题
?但使用代价太大
2.瓦特蒸汽机
?1763年，瓦特应邀修理 格拉斯哥大学的一具纽 可门式蒸汽机。
?他成功地使之工作起来 了，
?但是他对所产生的蒸汽 量之大和工作汽缸尺寸 之小，感到吃惊。
?英国托马斯·纽可门：小五金商和铁匠 ?约翰·卡利：管子工和玻璃工 ?共同发明了最早的蒸汽机，以满足当时
对机动水泵的紧迫需要。 ?约1702年，纽可门曾就帕潘关于依据抽
气机原理获得动力的思想同胡克通信。
纽可门蒸汽机：英国铁匠纽可 门于1705年制成了较为实用的蒸汽 机，他综合了巴本的汽缸活塞和塞 维利能形成真空的凝气器装置的优 点，研制了第一台包括工作机、动 力机和传动机构的以三环节、分立 性为特征的机器，比塞维利机的效 率提高了 5倍。
8
1765年詹姆斯 . 哈格里夫斯发 明的纺纱机 — —珍妮机
1779年塞缪尔.康普敦发 明的走锭纺纱机——骡机
1768年阿克 莱特发明的水 力纺纱机
9
三．技术革命的发展过程
?1.早期蒸汽机的发展 ?蒸汽动力 ?早在公元1世纪，希腊工程师希罗就已经认
识到了可以将蒸汽的动力化为运动。 ?当时蒸汽动力被用来使门户和神像自动转动，
5
3. 近代科学发展的必然产物 （1）近代科学革命开启了学者传 统与
工匠传统结合的新时代，为科学在生 产上的应用开辟 了道路。 （2）牛顿力学等科学成就的取得，为 科学在技术发明和生产中的应用奠定 了基础。
6
二． 近代第一次技术革命的孕育阶段
1. 技术革命的直接诱因
（1）英国新兴的棉纺织业兴起面临 两方面的挑战，一是在国内市场受 到对棉纺织品日益增长的需求的挑 战，二是受到品质优良的印度棉布 的强烈竞争。
（2 ）英国资产者对外的殖民掠夺开辟了广 阔的海外原料来源和对外贸易市场。
（3 ）资本主义工厂手工业的长期发展导致 了分工日益发达和生产技术进步，为向 大机器过渡准备了物质技术条件。
4
2.资产阶级革命的必然产物 （1）英、法、美、德等国资产阶级革
命的相继取得胜利，资产阶级统治地 位的确立为资本主义生产方式的发展 扫清了道路。 （2）欧美各国工业化初期相继实行专 利制度，保护技术发明，促进了技术 进步与变革。
?1774年，瓦特与一个 商人合伙，开始制造 蒸汽机供应市场。
旋转式蒸汽机
?1781年，瓦特又发 明了一些附加装置， 巧妙地使活塞的往 返运动转变为轮子 的旋转运动。
?这样蒸汽机的动力 可以大大灵活地被 用于各种目的。
?瓦
? 瓦特改进的蒸汽机
特
? 早期蒸汽机
制
造
的
蒸
汽
机
23
瓦特蒸汽机技术新发明的意义
要技术创造，重点掌握瓦特蒸汽机在技术革 命中的重大意义； 3. 正确理解技术革命中科学、技术与生产之 间的关系； 4. 正确认识技术革命在社会现代化中的作用。
3
一、近代第一次技术革命兴起的原因
1. 资本主义生产发展的必然产物
（1） 资本的原始积累使资产者获取了大量 金钱，以及资本主义大工业所必需的大 批自由劳动者。
（2）工作机的发展对新动力的需求
7
2.纺织技术革命 1733年钟表匠约翰·凯伊发明飞梭织布
提高织布效率一倍；“纱荒”导致1765年织 工哈格里夫斯发明了手摇纺纱机（珍妮机）； 1768年阿克莱特发明水力纺纱机；康普敦 1779年发明走锭纺纱机（骡机），标志着纺 织机技术革新的完成；牧师卡特莱特1785年 发明水力织布机，使织布能力提高10倍，纺 织技术革新拉开了技术革命的序幕。
?布莱克对此印象深刻，以致借给瓦特一大 笔钱使这项工作得以继续进行。
?分离冷凝器的发明，对蒸汽机的发展起了 关键性作用；其改进使蒸汽机的效率由纽 可门机的 1% 提高以 3%，耗煤量仅为纽可门 机的1/4。
供应市场
?瓦特采用了另外几项 独创性的改进
?比如让蒸汽在活塞两 边交替进入和冷凝， 这样就可以在两个方 向交替驱动活塞。
单独冷凝室
?继续钻研两年之后，瓦特终 于想出了一个解决办法。
?采用一个能将蒸汽引入的第 二室，叫作冷凝室。
?冷凝室持续保持冷却，工作 汽缸一直保持高热。
?据此造出的一具实验模型工 作十分良好
高效率的蒸汽机
?1769年瓦特制造出高效率的蒸汽机。
?这台蒸汽机由于消除了每一个循环中因加 热蒸汽室而造成的长时间停顿，所以作功 更快。
（1）1782 年瓦特获得两项专利的意义，第一、使发动 机从单动变为双动，这样从同一气缸容积可以产生两 倍的功率；第二、使活塞在运动到 1/2冲程时停止输 入蒸汽，以后的 1/2冲程完全利用输入蒸汽的膨胀力 作功，大大节约了蒸汽的消耗。
（2）1787 年瓦特研制的具有连杆、飞轮和离心调速器 的双动旋转式蒸汽机的意义，使蒸汽机可以把直线的 往复运动变为连续而均匀的圆周运动，可以经过传动 装置带动一切机器运转，而成为“万能动力机”。
僧侣们借此骗取教徒的信任。 ?1500多年之后，蒸汽的动力又被人们认识到，
这次却要发挥革命性的力量。
10
? （1）巴本蒸汽机：法国人巴本1690 年发明了第一部活塞式蒸汽机，但不 能满足实用。 （2）塞维利蒸汽机：英国工程师塞维 利1698年制造了一种无活塞式蒸汽机 用于排除矿井中的积水。
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纽可门的空气蒸汽机
第十五讲：近代第一次技术革命
◎历史文化与旅游学院1◎
一．近代第一次技术革命兴起的原因 二．近代第一次技术革命的孕育阶段 三．技术革命的发展过程 四．蒸汽机时代技术的发展 五．近代第一次技术革命的特点和意义
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内容简介 1. 了解近代第一次技术革命的社会背景； 2. 了解近代第一次技术革命的发展过程及重
瓦特
布莱克
?瓦特同格拉斯哥大学约瑟夫 ·布 莱克一起讨论了蒸汽性质问题。
?思索如何提高蒸汽机的工作效率。 ?布莱克是潜热的发现者。
散步中的顿悟
?据说在一次星期天的散步中，瓦特突然 悟到了纽可门式的蒸汽机效率低下的结 症所在。
?为了冷凝蒸汽和形成真空，纽可门式蒸 汽机的工作汽缸必须冷却到水的沸点以 下，一个冲程过后，又再次冲满蒸气时， 因为汽缸已经冷却，就需要大量的蒸汽 来加热汽缸，而这些蒸汽是白白浪费掉 的。
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蒸汽机的原理
?蒸汽冷凝产生真空；活塞在汽缸中 的运动产生动力
?纽可门的发明解决了当时急需解决 的深矿井排水难题
?但使用代价太大
2.瓦特蒸汽机
?1763年，瓦特应邀修理 格拉斯哥大学的一具纽 可门式蒸汽机。
?他成功地使之工作起来 了，
?但是他对所产生的蒸汽 量之大和工作汽缸尺寸 之小，感到吃惊。
?英国托马斯·纽可门：小五金商和铁匠 ?约翰·卡利：管子工和玻璃工 ?共同发明了最早的蒸汽机，以满足当时
对机动水泵的紧迫需要。 ?约1702年，纽可门曾就帕潘关于依据抽
气机原理获得动力的思想同胡克通信。
纽可门蒸汽机：英国铁匠纽可 门于1705年制成了较为实用的蒸汽 机，他综合了巴本的汽缸活塞和塞 维利能形成真空的凝气器装置的优 点，研制了第一台包括工作机、动 力机和传动机构的以三环节、分立 性为特征的机器，比塞维利机的效 率提高了 5倍。
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1765年詹姆斯 . 哈格里夫斯发 明的纺纱机 — —珍妮机
1779年塞缪尔.康普敦发 明的走锭纺纱机——骡机
1768年阿克 莱特发明的水 力纺纱机
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三．技术革命的发展过程
?1.早期蒸汽机的发展 ?蒸汽动力 ?早在公元1世纪，希腊工程师希罗就已经认
识到了可以将蒸汽的动力化为运动。 ?当时蒸汽动力被用来使门户和神像自动转动，
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3. 近代科学发展的必然产物 （1）近代科学革命开启了学者传 统与
工匠传统结合的新时代，为科学在生 产上的应用开辟 了道路。 （2）牛顿力学等科学成就的取得，为 科学在技术发明和生产中的应用奠定 了基础。
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二． 近代第一次技术革命的孕育阶段
1. 技术革命的直接诱因
（1）英国新兴的棉纺织业兴起面临 两方面的挑战，一是在国内市场受 到对棉纺织品日益增长的需求的挑 战，二是受到品质优良的印度棉布 的强烈竞争。
（2 ）英国资产者对外的殖民掠夺开辟了广 阔的海外原料来源和对外贸易市场。
（3 ）资本主义工厂手工业的长期发展导致 了分工日益发达和生产技术进步，为向 大机器过渡准备了物质技术条件。
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2.资产阶级革命的必然产物 （1）英、法、美、德等国资产阶级革
命的相继取得胜利，资产阶级统治地 位的确立为资本主义生产方式的发展 扫清了道路。 （2）欧美各国工业化初期相继实行专 利制度，保护技术发明，促进了技术 进步与变革。
?1774年，瓦特与一个 商人合伙，开始制造 蒸汽机供应市场。
旋转式蒸汽机
?1781年，瓦特又发 明了一些附加装置， 巧妙地使活塞的往 返运动转变为轮子 的旋转运动。
?这样蒸汽机的动力 可以大大灵活地被 用于各种目的。
?瓦
? 瓦特改进的蒸汽机
特
? 早期蒸汽机
制
造
的
蒸
汽
机
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瓦特蒸汽机技术新发明的意义
要技术创造，重点掌握瓦特蒸汽机在技术革 命中的重大意义； 3. 正确理解技术革命中科学、技术与生产之 间的关系； 4. 正确认识技术革命在社会现代化中的作用。
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一、近代第一次技术革命兴起的原因
1. 资本主义生产发展的必然产物
（1） 资本的原始积累使资产者获取了大量 金钱，以及资本主义大工业所必需的大 批自由劳动者。
（2）工作机的发展对新动力的需求
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2.纺织技术革命 1733年钟表匠约翰·凯伊发明飞梭织布
提高织布效率一倍；“纱荒”导致1765年织 工哈格里夫斯发明了手摇纺纱机（珍妮机）； 1768年阿克莱特发明水力纺纱机；康普敦 1779年发明走锭纺纱机（骡机），标志着纺 织机技术革新的完成；牧师卡特莱特1785年 发明水力织布机，使织布能力提高10倍，纺 织技术革新拉开了技术革命的序幕。
?布莱克对此印象深刻，以致借给瓦特一大 笔钱使这项工作得以继续进行。
?分离冷凝器的发明，对蒸汽机的发展起了 关键性作用；其改进使蒸汽机的效率由纽 可门机的 1% 提高以 3%，耗煤量仅为纽可门 机的1/4。
供应市场
?瓦特采用了另外几项 独创性的改进
?比如让蒸汽在活塞两 边交替进入和冷凝， 这样就可以在两个方 向交替驱动活塞。
单独冷凝室
?继续钻研两年之后，瓦特终 于想出了一个解决办法。
?采用一个能将蒸汽引入的第 二室，叫作冷凝室。
?冷凝室持续保持冷却，工作 汽缸一直保持高热。
?据此造出的一具实验模型工 作十分良好
高效率的蒸汽机
?1769年瓦特制造出高效率的蒸汽机。
?这台蒸汽机由于消除了每一个循环中因加 热蒸汽室而造成的长时间停顿，所以作功 更快。
（1）1782 年瓦特获得两项专利的意义，第一、使发动 机从单动变为双动，这样从同一气缸容积可以产生两 倍的功率；第二、使活塞在运动到 1/2冲程时停止输 入蒸汽，以后的 1/2冲程完全利用输入蒸汽的膨胀力 作功，大大节约了蒸汽的消耗。
（2）1787 年瓦特研制的具有连杆、飞轮和离心调速器 的双动旋转式蒸汽机的意义，使蒸汽机可以把直线的 往复运动变为连续而均匀的圆周运动，可以经过传动 装置带动一切机器运转，而成为“万能动力机”。
僧侣们借此骗取教徒的信任。 ?1500多年之后，蒸汽的动力又被人们认识到，
这次却要发挥革命性的力量。
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? （1）巴本蒸汽机：法国人巴本1690 年发明了第一部活塞式蒸汽机，但不 能满足实用。 （2）塞维利蒸汽机：英国工程师塞维 利1698年制造了一种无活塞式蒸汽机 用于排除矿井中的积水。
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纽可门的空气蒸汽机