发明蒸汽机的瓦特

提到蒸汽机，人们就会想到英国的发明家瓦特。蒸汽机与瓦特的名字连在一起，这是因为瓦特在蒸汽机的发明创造上有着卓越的贡献。

瓦特年轻的时候是一个制作物理和数学教学用的小器械的工匠。使人不可理解的是，这个瓦特为什么会发明这样巨大的蒸汽机？

瓦特生在苏格兰西海岸的一个名叫格利诺克的小海港。瓦特的父亲是格利诺克的造船工匠，同时，还经营各种海运业。他有一个修理厂，并有存放航海器材的仓库。瓦特的祖父生前当过数学和航海技术的教师，但在瓦特降生前就去世了。也许是这种影响吧，在瓦特的家中，卧室里挂着数学家奈匹亚和完成现代物理学的牛顿的肖像。瓦特就是看着这些肖像长大的。

瓦特自幼身体瘦弱，以致超过学龄数年后才入校读书。初中时学习成绩极为平常，后来进入格林诺克学校学习，才显示他的好学才能。业余时间， 他用父亲买来的工具制作模型等什物，从中找到了乐趣。他对读书感兴趣也是从这里开始的。他常到亲戚米尔黑德教授家里去玩。米尔黑德家里有许多书籍，吸引不少学生经常来往，家中呈现着活跃的气氛。由于受这种环境的影响，瓦特读了不少书，并主动学习了拉丁文、数学和商业。在数学中，他尤其喜欢几何。在学习制图、画图方面，他的才能和技术是第一流的，至今还留下瓦特许多美丽的设计图。18 岁时，瓦特决心从事数学教具的制造业。他毅然前往格拉斯哥，几经周折，最后在一家钟表店里当了学徒。由于瓦特能刻苦钻研，进店不到一年，手艺本领已经胜过店中其他学徒。在这期间， 他利用工作之余，到当时著名的技师摩根处去学习机械学，只是后来不幸生了重病，才不得不回到家乡。病愈后，经人介绍又到格拉斯哥大学修理机械和仪器。该校拥有当时比较完善的仪器设备，这使瓦特有机会接触当时的先进技术，为以后改进和发明单动作和双动作蒸汽机，打下了坚实的基础。

有一天，学校中的一架纽可门蒸汽机（纽可门单动蒸汽机是当时许多种蒸汽机中比较完美的一种）坏了，校方让瓦特去修理。他把机件拆开逐一细看后，发现这种蒸汽机有很多缺点，因为该机的汽室全露在空气中，当蒸汽进入冷冰冰的汽缸时，为了加热气缸，就要消耗很多热量；而为了降低气缸内的温度，使汽缸里的蒸气冷凝，又必需喷冷水。这样，几乎四分之三的蒸气被白白浪费掉，以致热效率很低。

瓦特将该机修好后，决心对纽可门蒸汽机进行改造。当时热和功的转换定律已经被发现，瓦特读过这方面的书。他根据自己的丰富知识和多年实践经验，在纽可门蒸汽机上加了一个与汽缸分离的冷凝器。这样一来，汽缸就不必用冷水降温了，而可以让汽缸始终保持与蒸汽一样的温度；他又在有丰富经验的机械工人帮助下，解决了制造精密汽缸、活塞的工艺问题。这样， 瓦特就从根本上改进了纽可门蒸汽机，创造了他的单动作蒸汽机。这种蒸汽机的耗煤量只有纽可门蒸汽机的四分之一，动作又比纽可门蒸汽机迅速。这种蒸汽机的制造成功，给煤矿矿井的排水带来很大方便，深受使用单位的欢迎。

即使这样瓦特也不满足。他想，以往的各种蒸汽机都是利用蒸气冷凝造成了真空条件，让大气压力去做功的。为什么不可以直接利用蒸气产生的压力去做功呢？他打破前人的框框，作了种种设计，经过近 10 年的紧张劳动和

多次重大改进，终于在 1784 年设计制造出了一种往复式蒸汽机。这种蒸汽机

的特点，一是使蒸气通过一个滑阀装置从两端轮流进入汽缸，变成一种双动作蒸汽机，二是采用曲轴连杆装置，将活塞的往复运动转变为曲轴的转动； 三是设置了离心式调速器，对蒸汽机的转速实行自动控制。瓦特在设计上精心构思，对蒸汽机的制作进行了重大改进，创造了第一台名副其实的蒸汽机

（在他以前的那种蒸汽机，严格地说只不过是“大气机”因为都是利用大气压力做功），开创了一个使科学技术和生产迅速发展的蒸气时代。

瓦特的蒸汽机比纽可门蒸汽机大大提高了热效率和工作的可靠性，能驱动各种机器，因而迅速被各个工业部门所采用。到 19 世纪 30 年代，蒸汽机

已在全世界广泛应用。蒸汽机的发明，促进了欧洲 18 世纪的产业革命。这与瓦特的贡献是分不开的。为了纪念这位伟大的发明家，人们把常用的功率单位定为瓦特，简称瓦。

1794 年 10 月，59 岁的瓦特把事业让给儿子，从第一线退下来。1819 年

8 月 29 日，瓦特在他的希思菲尔德的住宅里去世，终年 84 岁。直到现在在英国伦敦最出色的科学博物馆里，还陈列着纽可门的气压机和瓦特的蒸汽机。