物理学家简介：瓦特

开始收集有关资料，还为此学会了意大利文和德文。在大学里， 开始收集有关资料，还为此学会了意大利文和德文。在大学里， 他认识了化学家约瑟夫·布莱克和约翰·鲁宾逊等。 他认识了化学家约瑟夫·布莱克和约翰·鲁宾逊等。瓦特从他们那 里学到了很多科学理论知识。1764年 瓦特与表妹玛格丽特· 里学到了很多科学理论知识。1764年，瓦特与表妹玛格丽特·米 勒结了婚。 勒结了婚。 (二) 1764年 学校请瓦特修理一台纽可门式蒸汽机， 1764年，学校请瓦特修理一台纽可门式蒸汽机，在修理的 过程中，瓦特熟悉了蒸汽机的构造和原理， 过程中，瓦特熟悉了蒸汽机的构造和原理，并且发现了这种蒸 汽机的两大缺点：活塞动作不连续而且慢；蒸汽利用率低， 汽机的两大缺点：活塞动作不连续而且慢；蒸汽利用率低，浪 费原料。以后，瓦特开始思考改进的办法。直到1765年的春天， 1765年的春天 费原料。以后，瓦特开始思考改进的办法。直到1765年的春天， 在一次散步时，瓦特想到， 在一次散步时，瓦特想到，既然纽可门蒸汽机的热效率低是蒸 汽在缸内冷凝造成的，那么为什么不能让蒸汽在缸外冷凝呢？ 汽在缸内冷凝造成的，那么为什么不能让蒸汽在缸外冷凝呢？ 瓦特产生了采用分离冷凝器的最初设想。 瓦特产生了采用分离冷凝器的最初设想。 在产生这种设想以后， 在产生这种设想以后，瓦特在同年设计了一种带有分离冷 凝器的蒸汽机。按照设计， 凝器的蒸汽机。按照设计，冷凝器与汽缸之间有一个调节阀门 相连，使他们既能连通又能分开。这样， 相连，使他们既能连通又能分开。这样，既能把做工后的蒸汽 引入汽缸外的冷凝器，又可以使汽缸内产生同样的真空，避免 引入汽缸外的冷凝器，又可以使汽缸内产生同样的真空， 了汽缸在一冷一热过程中热量的消耗，据瓦特理论计算， 了汽缸在一冷一热过程中热量的消耗，据瓦特理论计算，
但它同纽可门蒸汽机相比，除了热效率有显著提高外，在作为 但它同纽可门蒸汽机相比，除了热效率有显著提高外， 动力机来带动其他工作机的性能方面仍未取得实质性进展。 动力机来带动其他工作机的性能方面仍未取得实质性进展。就 是说，瓦特的这种蒸汽机还是无法作为真正的动力机。 是说，瓦特的这种蒸汽机还是无法作为真正的动力机。 由于瓦特的这种蒸汽机仍不够理想，销路并不广。 由于瓦特的这种蒸汽机仍不够理想，销路并不广。当瓦特 继续进行探索时，罗巴克本人已濒于破产， 继续进行探索时，罗巴克本人已濒于破产，他又把瓦特介绍给 了自己的朋友、工程师兼企业家博尔顿， 了自己的朋友、工程师兼企业家博尔顿，以便瓦特能得到赞助 继续进行他的研制工作。博尔顿当时经四十多岁， 继续进行他的研制工作。博尔顿当时经四十多岁，是位能干的 工程师和企业家。他对瓦特的创新精神表示赞赏， 工程师和企业家。他对瓦特的创新精神表示赞赏，并愿意赞助 瓦特。博尔顿经常参加社会活动， 瓦特。博尔顿经常参加社会活动，他是当时伯明翰地区著名的 科学社团“圆月学社”的主要成员之一。 科学社团“圆月学社”的主要成员之一。参加这个学社的大多 都是本地的一些科学家、工程师、学者以及科学爱好者。 都是本地的一些科学家、工程师、学者以及科学爱好者。经博 尔顿的介绍，瓦特也参加了圆月学社。在圆月学社活动期间， 尔顿的介绍，瓦特也参加了圆月学社。在圆月学社活动期间， 由于与化学家普列斯特列等交往， 由于与化学家普列斯特列等交往，瓦特对当时人们关注的气体 化学与热化学有了更多的了解， 化学与热化学有了更多的了百度文库，为他后来参加水的化学成分的 争论奠定了基础。更重要的是， 争论奠定了基础。更重要的是，圆月学社的活动使瓦特进一步 增长了科学见识，活跃了科学思想。 增长了科学见识，活跃了科学思想。
瓦特的这种蒸汽机才真正成为了能带动一切工作及的动力机。 瓦特的这种蒸汽机才真正成为了能带动一切工作及的动力机。 1781年底 年底， 1781年底，瓦特以发明带有齿轮和拉杆的机械联动装置获得第 二个专利。 二个专利。 由于这种蒸汽机加上了轮轴和飞轮， 由于这种蒸汽机加上了轮轴和飞轮，这时的蒸汽机在把活 塞的往返直线运动转变为轮轴的旋转运动时， 塞的往返直线运动转变为轮轴的旋转运动时，多消耗了不少能 这样，蒸汽机的效率不是很高，动力不是很大。 量。这样，蒸汽机的效率不是很高，动力不是很大。为了进一 步提高蒸汽机的效率，增大蒸汽机的效率， 步提高蒸汽机的效率，增大蒸汽机的效率，瓦特在发明齿轮联 动装置之后，对汽缸本身进行了研究，他发现， 动装置之后，对汽缸本身进行了研究，他发现，他虽然把纽可 门蒸汽机的内部冷凝变成了外部冷凝， 门蒸汽机的内部冷凝变成了外部冷凝，使蒸汽机的热效率有了 显著提高， 显著提高，但他的蒸汽机中蒸汽推动活塞的冲程工艺与纽可门 蒸汽机没有不同。两者的蒸汽都是单项运动，从一端进入、 蒸汽机没有不同。两者的蒸汽都是单项运动，从一端进入、另 一端出来。他想，如果让蒸汽能够从两端进入和排出， 一端出来。他想，如果让蒸汽能够从两端进入和排出，就可以 让蒸汽即能推动活塞向上运动又能推动活塞向下运动。那末， 让蒸汽即能推动活塞向上运动又能推动活塞向下运动。那末， 他的效率就可以提高一倍。１７８２年 瓦特根据这一设想， 他的效率就可以提高一倍。１７８２年，瓦特根据这一设想， 试制出了一种带有双向装置的新汽缸。 试制出了一种带有双向装置的新汽缸。由此瓦特获得了他的第 三项专利。把原来的单项汽缸装置改装成双向汽缸， 三项专利。把原来的单项汽缸装置改装成双向汽缸，并首次把 引入汽缸的蒸汽由低压蒸汽变为高压蒸汽， 引入汽缸的蒸汽由低压蒸汽变为高压蒸汽，
瓦特自与博尔顿合作之后即在资金、设备、材料等方面得到 瓦特自与博尔顿合作之后即在资金、设备、 大力支持。瓦特又生产了两台带分离冷凝器的蒸汽机， 大力支持。瓦特又生产了两台带分离冷凝器的蒸汽机，由于没 有显著的改进，这两台蒸汽机并没有得到社会的关注。 有显著的改进，这两台蒸汽机并没有得到社会的关注。这两台 蒸汽机耗资巨大，使博尔顿也濒临破产， 蒸汽机耗资巨大，使博尔顿也濒临破产，但他仍然给瓦特以慷 慨的赞助。在他的支持下，瓦特以百折不挠的毅力继续研究。 慨的赞助。在他的支持下，瓦特以百折不挠的毅力继续研究。 自1769年试制出带有分离冷凝器的蒸汽机样机之后，瓦特就已 1769年试制出带有分离冷凝器的蒸汽机样机之后， 年试制出带有分离冷凝器的蒸汽机样机之后 看出热效率低已不是他的蒸汽机的主要弊病， 看出热效率低已不是他的蒸汽机的主要弊病，而活塞只能作往 返的直线运动才是它的根本局限。1781年 返的直线运动才是它的根本局限。1781年，瓦特仍然在参加圆 月学社的活动， 月学社的活动，也许在聚会中会员们提到天文学家赫舍尔在当 年发现的天王星以及由此引出的行星绕日的圆周运动启发了他， 年发现的天王星以及由此引出的行星绕日的圆周运动启发了他， 也许是钟表中的齿轮的圆周运动启发了他。他想到了把活塞往 也许是钟表中的齿轮的圆周运动启发了他。 返的直线运动变为旋转的圆周运动就可以使动力传给任何工作 同年，他研制出了一套被称为“太阳和行星” 机。同年，他研制出了一套被称为“太阳和行星”的齿轮联动 装置，终于把活塞的往返的直线运动转变为齿轮的旋转运动。 装置，终于把活塞的往返的直线运动转变为齿轮的旋转运动。 为了使轮轴的旋轴增加惯性，从而使圆周运动更加均匀， 为了使轮轴的旋轴增加惯性，从而使圆周运动更加均匀，瓦特 还在轮轴上加装了一个火飞轮。由于对传统机构的这一重大革 还在轮轴上加装了一个火飞轮。 新，
这种新的蒸汽机的热效率将是纽可门蒸汽机的三倍。从理论上 这种新的蒸汽机的热效率将是纽可门蒸汽机的三倍。 说，瓦特的这种带有分离器冷凝器的蒸汽机显然优于纽可门蒸 汽机，但是，要把理论上的东西变为实际上的东西， 汽机，但是，要把理论上的东西变为实际上的东西，把图纸上 的蒸汽机变为实在的蒸汽机，还要走很长的路。 的蒸汽机变为实在的蒸汽机，还要走很长的路。瓦特辛辛苦苦 造出了几台蒸汽机，但效果反而不如纽可门蒸汽机， 造出了几台蒸汽机，但效果反而不如纽可门蒸汽机，甚至四处 漏气，无法开动。尽管耗资巨大的试验使他债台高筑，但他没 漏气，无法开动。尽管耗资巨大的试验使他债台高筑， 有在困难面前怯步，继续进行试验。 有在困难面前怯步，继续进行试验。当布莱克知道瓦特的奋斗 目标和困难处境时， 目标和困难处境时，他把瓦特介绍给了自己一个十分富有的朋 --化工技师罗巴克 当时罗巴克是一个十分富有的企业家， 化工技师罗巴克。 友--化工技师罗巴克。当时罗巴克是一个十分富有的企业家， 他在苏格兰的卡隆开办了第一座规模较大的炼铁厂。 他在苏格兰的卡隆开办了第一座规模较大的炼铁厂。虽然当时 罗巴克已近50 罗巴克已近50岁，但对科学技术的新发明仍然倾注着极大的热 50岁 他对当时只有三十来岁的瓦特的新装置很是赞许， 情。他对当时只有三十来岁的瓦特的新装置很是赞许，当即与 瓦特签订合同，赞助瓦特进行新式蒸汽机的试制。 瓦特签订合同，赞助瓦特进行新式蒸汽机的试制。 1766年开始 在三年多的时间里， 年开始， 从1766年开始，在三年多的时间里，瓦特克服了在材料和 工艺等各方面的困难，终于在1769年制出了第一台样机。同年， 1769年制出了第一台样机 工艺等各方面的困难，终于在1769年制出了第一台样机。同年， 瓦特因发明冷凝器而获得他在革新纽可门蒸汽机的过程中的第 一项专利。第一台带有冷凝器的蒸汽机虽然试制成功了， 一项专利。第一台带有冷凝器的蒸汽机虽然试制成功了，
瓦 特 瓦特（1736～1819） 瓦特（1736～1819）世界公认的蒸 汽机发明家。他的创造精神、 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、 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 机是对近代科学和生产的巨大贡献， 有划时代的意义， 有划时代的意义，它导致了第一次工业 技术革命的兴起， 技术革命的兴起，极大的推进了社会生 产力的发展。 产力的发展。 （一） 1736年 1736年，瓦特出生在英国苏格兰格拉斯哥市附近的一个小 镇格里诺克，他的父亲是一个经验丰富的木匠， 镇格里诺克，他的父亲是一个经验丰富的木匠，祖父和叔父都 是机械工匠。少年时代的瓦特，由于家境贫苦和体弱多病， 是机械工匠。少年时代的瓦特，由于家境贫苦和体弱多病，没 有受过完整的正规教育。他曾经就读于格里诺克的文法学校， 有受过完整的正规教育。他曾经就读于格里诺克的文法学校， 数学成绩特别优秀，但没有毕业就退学了。 数学成绩特别优秀，但没有毕业就退学了。
但是，他在父母的教导下，一直坚持自学，很早就对物理和数 但是，他在父母的教导下，一直坚持自学， 学产生了兴趣。瓦特从六岁开始学习几何学， 学产生了兴趣。瓦特从六岁开始学习几何学，到十五岁时就学 完了《物理学原理》等书籍。 完了《物理学原理》等书籍。他常常自己动手修理和制作起重 滑车和一些航海器械。1753年 瓦特到格拉斯哥市当徒工。 机、滑车和一些航海器械。1753年，瓦特到格拉斯哥市当徒工。 由于收入过低不能维持生活， 由于收入过低不能维持生活，第二年他又到伦敦的一家仪表修 理厂当徒工。凭借着自己的勤奋好学，他很快学会了制造那些 理厂当徒工。凭借着自己的勤奋好学， 难度较高的仪器。 难度较高的仪器。但是繁重的劳动和艰苦的生活损害了他的健 一年后，他不得不回家休养。 康，一年后，他不得不回家休养。一年的学徒生活使他饱尝辛 也使他练就了精湛的手艺，培养了他坚韧的个性。 酸，也使他练就了精湛的手艺，培养了他坚韧的个性。 1756年 当他的身体稍有好转， 1756年，当他的身体稍有好转，瓦特再次踏上了坎坷的道路来 到格拉斯哥市。他想当一名修造仪器的工人， 到格拉斯哥市。他想当一名修造仪器的工人，但是因为他的手 艺没有满师，当时的行会不允许。幸运的是， 艺没有满师，当时的行会不允许。幸运的是，瓦特的才能引起 了格拉斯哥大学教授台克的重视。在他的介绍下， 了格拉斯哥大学教授台克的重视。在他的介绍下，瓦特进入格 拉斯哥大学当了教学仪器的工人。 拉斯哥大学当了教学仪器的工人。这所学校拥有当时较为完善 的仪器设备，这使瓦特在修理仪器时认识了先进的技术， 的仪器设备，这使瓦特在修理仪器时认识了先进的技术，开阔 了眼界。这时，他对以蒸汽作动力的机械产生了浓厚的兴趣， 了眼界。这时，他对以蒸汽作动力的机械产生了浓厚的兴趣，