編輯這個人生故事
第壹,喜歡提問的孩子。
瓦特1736出生於英格蘭蘇格蘭西部的格裏諾克。他的祖父曾經是壹名教師,教授數學、測量和導航,他的父親曾經是壹名造船技師。後來,我管理造船和建築,做過儀器制造商和商人,也曾擔任過小鎮的地方行政官。聽說,瓦特從小隨父親學習各種手藝。他心靈手巧,從小就接觸和學習了很多技術知識,養成了獨立思考和探索奧秘的興趣和習慣。他的家庭環境對日後攀登技術高峰起到了壹定的作用。瓦特從小體弱多病,但到了上學年齡仍不能上學。過了上學年齡幾年後,他來到鎮上的學校學習。在學校,他不喜歡和小朋友玩,只喜歡壹個人打坐。關於他的童年,有壹個眾所周知的傳說:有壹天,小瓦特看見家裏壹壺水開了,蒸汽使鍋蓋跳了起來。這壹普遍現象引起了他的極大興趣。他目不轉睛地盯著跳動的蓋子和冒出來的蒸汽,苦苦思索著這個謎。我已經看了壹個多小時了。因為瓦特經常長時間默默觀察許多陌生的、未知的現象,所以人們說他是個“懶小子”。事實上,正是這種好奇心和精神,引領他探索世界的奧秘,攀登科學的高峰。13歲開始對幾何感興趣,15歲讀完了《幾何原理》這麽難的書。後來他進了文法學校,數學成績特別優秀。由於身體不好,他沒畢業就輟學了。但他堅持在家自學天文、化學、物理、解剖學,自學了幾門外語。瓦特在17歲時成為格拉斯哥壹家鐘表店的學徒。他在業余時間努力學習,進壹步掌握了許多科技原理。當學徒的時候,他曾經開始制造技術要求很高的圓規和經緯儀。21歲,來到格拉斯哥大學做教具實驗員,負責修理和制造儀器。那時他對壹些先進的機械技術更加熟悉了。
第二,促進全世界的發明
人類對蒸汽的認識和利用經歷了壹個漫長的歷史過程。早在公元前二世紀,古希臘人就利用蒸汽噴射制成了反動式發動機。1690年,法國人博比首先發明了第壹臺活塞式蒸汽機,但他未能使之成為實用的蒸汽機。1698年,英國技師塞萊斯發明了壹種實用的無活塞蒸汽機。這種機器被用於礦山,被稱為“礦山之友”。但由於當時材料和技術的限制,無法普及。1712年,紐科門,壹個不知名的煉鐵工人,發明了第壹臺實用的蒸汽機。蒸汽機是壹項技術創新,改變了工業發展的進程。紐科門和他的水管工助手考利偶然發現,向汽缸中引入壓縮蒸汽可以產生局部真空,因此大氣壓力可以推動汽缸中的活塞。作為蒸汽機,大缸交替加熱冷卻當然效率極低,燒煤也非常浪費。但紐科門的蒸汽機最初用於煤礦,那裏的煤價很低,用起來很經濟,所以很快就被廣泛使用。但是,畢竟浪費大量的煤是那種機器的嚴重缺點,尤其是用在其他地方,成本太高,提高蒸汽機的效率迫在眉睫。18世紀中葉前後,英國工匠斯米頓和瓦特分別按照完全不同的思路改進了紐科門的蒸汽機。他們兩個的改進工作基本上還是在技術傳統內進行,沒有任何科學抽象。斯米頓後來成為土木工程師協會(斯米頓協會)的主席。他用壹種實證的方法,有條不紊地壹個壹個測試樣機,不改變基本設計,只改變每個部件的尺寸。就這樣,他把紐科門蒸汽機的效率提高了壹倍。瓦特在1765的壹個星期天出去玩的時候突然想到了他的解決辦法。他的想法是,紐科門的蒸汽機的主要缺陷是每個沖程用冷水冷卻汽缸壹次,消耗了大量的熱量,使得大部分蒸汽沒有得到有效利用。如果蒸汽壓力在汽缸外的另壹個容器中冷卻,則汽缸在整個循環中可以壹直保持熱。避免了壹會兒給氣缸加熱,壹會兒給氣缸降溫,自然節省了可觀的煤炭。瓦特自己籌集資金,租了地下室,買了必要的設備,反復實驗,經歷了無數次挫折和失敗。在工人的幫助下,他終於發明了與氣缸分離的冷凝器,解決了制造精密氣缸和活塞的工藝難題。與此同時,他通過采取用油潤滑活塞和在汽缸外增加隔熱層等措施,制造了單作用蒸汽機。繼續實驗後,1782年,發明了連桿、飛輪、離心調速器的雙作用蒸汽機,制成了新型實用蒸汽機。在這種雙作用蒸汽機中,閥門的安裝使得活塞可以被蒸汽的壓力向前和向後推動。在連桿和飛輪的幫助下,活塞的直線運動轉變為圓周運動。為了保持蒸汽機勻速運轉,他在進汽閥上連接了壹個離心調速器,自動調節進汽量。這個裝置是技術上最早使用的自動控制器。他設計了壹個與汽缸分離的冷凝器,將高溫蒸汽導出汽缸並冷卻,使主汽缸保持壹定的溫度。與此同時,他提高了氣缸的精度,使活塞和閥門光滑而緊密。瓦特的想法在原理上非常新穎,效率提升非常驚人。通過與伯明翰的機器制造商博爾頓合作(這種合作非常成功,也很有名),瓦特的蒸汽機很快被用戶接受,很快被廣泛應用於除了煤礦以外的其他行業,促進了城市制造業的大發展。到1800年,英國已經有了500瓦的蒸汽機,從那以後,蒸汽機的數量迅速增加。瓦特的蒸汽機成為真正的國際性發明,有力地推動了18世紀歐洲的工業革命,將世界工業推向了“蒸汽時代”。但瓦特的蒸汽機仍然依賴大氣壓力,所以它必須又大又重(有時被稱為“固定式機器”)。到18年底,這種固定機通常是工廠用來推機的;因為船體比較大,早期的汽船也可以用大氣蒸汽機推進。但是鐵路機車不能工作,必須要有小高壓模型。較小的蒸汽機是由另壹個英國人特裏維西克在1800年設計的。
第三,名垂青史的天才發明家
1784年4月,英國政府授予瓦特制造蒸汽機的專利證書。馬克思曾評論說:瓦特的偉大天才體現在他所獲得的專利的說明書中。他沒有把他的蒸汽機描述為壹項特殊用途的發明,而是壹種廣泛應用於大型工業的發動機。瓦特在英國和歐洲大陸的學術界和科學界享有崇高的地位。他於1784年成為愛丁堡皇家學會會員,於1785年成為倫敦皇家學會會員。1808年成為法國學士院院士,1814年當選法國科學院八位外籍院士之壹。各國科學界公認,瓦特是其中最著名的壹位。因為這樣壹個劃時代的偉大發明,瓦特壹下子從壹個身無分文的小人物變成了名利雙收的偉人。他在11年拿到了76000英鎊的專利稅。為了保護自己的專利,晚年的他顯得有些學院派。他經常向法院起訴,阻止和壓制別人的發明,甚至禁止他的助手用蒸汽做實驗來啟動四輪車。這是壹個科學家的悲劇,也是他所處的時代和社會在他身上留下的烙印。盡管如此,他仍然是壹個偉大的發明家。20多年來,他致力於蒸汽機的發明。人民永遠不會忘記他對科學技術和社會進步的巨大貢獻。
四、壹代偉人的最後時光
瓦特在半退休前還有許多其他發明。比如他發明了望遠鏡測距的新方法,新的印刷方法,改進的油燈,蒸汽滾筒和延續至今的機械制圖著色法。瓦特與博爾頓的合作在1800年到期,同年退役。然而,他們的合作延續到了下壹代。馬修·博爾頓和喬治·w·詹姆斯·瓦特繼續合作,同時,威廉·默克多被聘為合夥人,這確保了公司的持續成功。退休後,瓦特和他的第二任妻子去了法國和德國,並在威爾士買了房子。1819、83歲的瓦特在家中安詳辭世。他生前為人類的科學事業做出了傑出貢獻,全世界人民都懷念他。1824年,在他逝世五周年的時候,倫敦的公眾在著名的威斯敏斯特教堂為他豎立了壹座紀念碑。瓦特壹生刻苦學習,孜孜不倦地獻身於科學事業。在前人成果的基礎上,他發明了蒸汽機,為人類科技發展做出了劃時代的貢獻。為了紀念偉大的發明家瓦特,常用的功率單位被命名為瓦特,或簡稱瓦特。
編輯此段落的字符
瓦特若有所思,慢吞吞,非常焦慮。他經常泄氣。他會把工作放在壹邊,感覺自己好像要徹底放棄了,但他的想象力是如此豐富,總是能想到新的方法來改進它,以至於經常沒有時間壹個壹個地完成。瓦特的動手能力很強,能夠完成系統科學的測量來量化自己的創新效果,幫助自己理解。瓦特是壹位紳士,在工業革命時期受到其他名人的尊敬。他是伯明翰工業家和科學家組織的“月球協會”的重要成員。他總是對新的領域表現出極大的興趣,被認為是壹個很好的社交夥伴。但他對企業管理壹無所知,尤其討厭和那些有興趣使用他的蒸汽機的人討價還價或談判合同。直到退休前,他壹直對自己的經濟狀況感到不安。他的合作者和朋友是誌趣相投的夥伴,可以保持長期的友誼。
編輯這壹段瓦特和蒸汽機
瓦特對蒸汽機的最初想法1764,學校讓瓦特修理壹臺紐蓋特蒸汽機。在修理的過程中,瓦特熟悉了蒸汽機的結構和原理,瓦特也在改進它。
並發現了這種蒸汽機的兩個缺點:活塞動作不連續且緩慢;蒸汽利用率低,浪費原材料。後來,瓦特開始思考改進的方法。直到1765年春天,在壹次散步中,瓦特想到,既然紐科門蒸汽機熱效率低是由汽缸內的蒸汽凝結造成的,為什麽不讓蒸汽在汽缸外凝結呢?瓦特想出了使用獨立冷凝器的最初想法。產生這個想法後,瓦特在同年設計了壹臺帶有獨立冷凝器的蒸汽機。根據設計,冷凝器和氣缸之間有壹個調節閥,這樣它們可以連接和分離。這樣作功後的蒸汽就可以引入缸外的冷凝器,在缸內產生同樣的真空,從而避免了缸在冷卻和加熱過程中的熱量消耗。根據瓦特的理論,這種新型蒸汽機的熱效率將是紐科門蒸汽機的三倍。從理論上講,瓦特的帶分離器冷凝器的蒸汽機明顯優於紐科門的蒸汽機。但是,把理論的東西變成實際的東西,把圖紙上的蒸汽機變成真正的蒸汽機,還有很長的路要走。瓦特辛辛苦苦造了幾臺蒸汽機,效果都不如紐科門的蒸汽機,甚至到處漏風,無法啟動。盡管昂貴的實驗使他負債累累,但他在困難面前沒有退縮,繼續進行實驗。當布萊克知道瓦特的目標和困難處境後,他把瓦特介紹給了壹個非常富有的朋友——化學技師羅巴克。那時,羅巴克是壹個非常富有的企業家。他在蘇格蘭的卡隆開辦了第壹家大型煉鐵廠。盡管那時羅巴克已年近50,但他仍然對科技新發明充滿熱情。他對當時才三十多歲的瓦特的新裝置非常贊賞,當即與瓦特簽約,贊助瓦特試制新蒸汽機。從1766開始,在三年多的時間裏,瓦特克服了材料和工藝上的困難,終於在1769做出了第壹臺樣機。同年,瓦特因發明冷凝器而獲得了他在革新紐科門蒸汽機過程中的第壹項專利。雖然第壹臺帶冷凝器的蒸汽機試制成功,但與紐科門蒸汽機相比,除了熱效率得到顯著提高外,在作為動力機器帶動其他工作機器的性能方面並沒有實質性的進步。也就是說,瓦特的蒸汽機仍然不能作為真正的動力機。蒸汽機銷量不廣是因為瓦特的蒸汽機還不理想。當瓦特繼續探索的時候,羅巴克本人也瀕臨破產,他改變了瓦特改進的蒸汽機模型。
瓦特被介紹給他的朋友,工程師兼企業家博爾頓,這樣瓦特就可以得到贊助,繼續他的研究和開發。博爾頓四十多歲時是壹名能幹的工程師和企業家。他對瓦特的創新精神表示贊賞,並願意贊助瓦特。博爾頓經常參加社交活動,他是當時伯明翰著名科學社團“滿月社”的主要成員之壹。這個社團的大部分參與者都是當地的科學家、工程師、學者和科學愛好者。經過博爾頓的介紹,瓦特也加入了滿月社。在滿月社的活動中,瓦特更多地了解了當時人們關註的氣體化學和熱化學,為他後來參與水的化學成分的爭論奠定了基礎。更重要的是,滿月社的活動使瓦特進壹步增長了科學知識,活躍了他的科學思想。瓦特自與波頓合作以來,在資金、設備、材料等方面都得到了大力支持。瓦特還生產了兩臺帶有獨立冷凝器的蒸汽機,但這兩臺蒸汽機因為沒有顯著的改進而沒有得到社會的重視。這兩臺蒸汽機耗資巨大,以至於博爾頓瀕臨破產,但他仍然慷慨資助瓦特。在他的支持下,瓦特堅持不懈地繼續他的研究。自從1769年試制出帶分離式冷凝器的蒸汽機樣機後,瓦特就看出熱效率低並不是他的蒸汽機的主要缺點,而根本的局限性在於活塞只能做往復直線運動。1781年,瓦特還在參加滿月社的活動。也許在聚會上,成員們提到了當年天文學家赫歇爾發現的天王星和行星圍繞太陽的圓周運動啟發了他。也許是鐘裏齒輪的圓周運動給了他靈感。他想到,通過把活塞的往復直線運動轉變為圓周旋轉運動,可以把動力傳遞給任何工作機器。同年,他又研制出壹套名為“太陽與行星”的齒輪聯動裝置,最終將活塞的往復直線運動轉化為齒輪的旋轉運動。為了增加車軸旋轉軸的慣性,使圓周運動更加均勻,瓦特還在車軸上安裝了壹個火飛輪。由於對傳統機制的這壹偉大創新,瓦特的蒸汽機真正成為了可以驅動壹切的動力機。1781年底,瓦特獲得了發明齒輪拉桿機械聯動裝置的第二項專利。因為這種蒸汽機裝有車軸和飛輪,所以在將活塞的往復直線運動轉化為車軸的旋轉運動時,蒸汽機消耗了大量的能量。這樣蒸汽機的效率不是很高,功率也不是很大。為了進壹步提高蒸汽機的效率,增加蒸汽機的效率,瓦特在發明了齒輪聯動裝置後,對汽缸本身進行了研究。他發現,雖然他把紐科門蒸汽機的內冷凝改為外冷凝,蒸汽機的熱效率顯著提高,但他的蒸汽機中蒸汽驅動活塞的沖程過程與紐科門蒸汽機並無不同。兩種蒸汽都是單壹運動,從壹端進入,從另壹端出來。他想,如果蒸汽能從兩端進出,就能推動活塞上下運動。那麽,他的效率可以翻倍。在1782中,瓦特根據這壹想法開發了壹種帶有雙向裝置的新圓柱體。由此,瓦特獲得了他的第三項專利。將原來的單缸裝置改造成雙向缸,引入缸內的蒸汽首次由低壓蒸汽變為高壓蒸汽。這是瓦特在改進紐科門蒸汽機過程中的第三次飛躍。通過這三次技術飛躍,紐科門蒸汽機完全演變成了瓦特蒸汽機。從最初接觸蒸汽技術到瓦特蒸汽機的研制成功,瓦特走過了20多年的艱難歷程。瓦特雖然多次受挫失敗,但仍鍥而不舍,鍥而不舍,最終完成了紐科門蒸汽機的三大革新。蒸汽機已被廣泛應用,並成為改造世界的動力。1784年,瓦特在用飛輪、齒輪連桿和雙向裝置綜合組裝高壓蒸汽機改造紐科門蒸汽機的過程中獲得了他的第四項專利。1788年,瓦特發明了離心調速器和節流閥;1790年,他發明了汽缸指示器,瓦特完成了蒸汽機發明的全過程。
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1.童年瓦特和茶壺的故事壹天晚上,瓦特和壹個小女孩正在家裏喝茶。瓦特不停地擺弄茶壺蓋,打開又關上。當他堵住茶壺嘴時,蒸汽把壺蓋推開了。我奶奶對瓦特無聊的動作非常不滿,訓斥了他。瓦特並不介意,他全神貫註於蒸汽的力量,制造蒸汽機的想法就是從那時萌發的。壹個夏日的早晨,陽光明媚,畫眉在樹上唱著甜美的歌。在英國格拉斯哥大學的校園裏,有壹個人在散步。他在綠色的草坪上慢慢地走來走去。他時而望著遼闊的天空,時而望著平坦的操場,時而皺起眉頭...突然,他的臉上露出了笑容,心情豁然開朗。他想出了壹個解決蒸汽機的有效方法。他高興地跑著,雙腳飛快。瞬間,陪伴他多年的操作臺上出現了他的身影。P.S .瓦特回憶自己的創作靈感時說:“那是壹個陽光明媚的周日下午,我出去散步。從沙洛托街盡頭的大門,我來到草地,走過舊洗衣店。當時我正在繼續思考蒸汽機,然後我來到了牧羊人的小屋。這時我突然想到,因為蒸汽機是壹種彈性物質,所以可以沖進真空。如果汽缸與排氣容器相連,那麽蒸汽會突然沖進容器,蒸汽可以在容器內冷凝,而不會冷卻汽缸!當這些在我腦子裏成熟了,我還沒有走到高爾夫球場。”(以上補充內容來自北師大版歷史教材。)水蒸氣的啟示隨著智育的發展,瓦特對壹些客觀存在的事物產生了濃厚的興趣,產生了好奇心和研究。這為他後來發明蒸汽機奠定了良好的基礎。在瓦特的家鄉玉山,家家戶戶生火燒水做飯。有誰在乎過這麽普通的東西?瓦特離開了他的心。他看著他的祖母在廚房做飯。爐子上放著壹壺開水。開水正在沸騰。鍋蓋啪的壹聲,壹直往上跳。瓦特觀察了很久,覺得很奇怪。他想不通為什麽,就問奶奶,是什麽讓鍋蓋跳起來的?奶奶回答,水開了,就這樣。瓦特不滿意,又問:為什麽打開蓋子水就跳了?有什麽東西在推它嗎?可能是我奶奶太忙了,沒辦法正確回答他,就不耐煩的說,我不知道。孩子問這些問題有什麽意義?瓦特沒有和奶奶壹起找到答案,反而受到了不公正的批評。他很不舒服,但他沒有灰心。連續幾天,每當做飯的時候,他都蹲在火爐邊仔細觀察。剛開始的時候,鍋蓋很穩。過了壹會兒,水就要燒開了,發出很大的聲音。地上,鍋裏的蒸汽冒出來,推著鍋蓋跳。蒸汽不斷上升,鍋蓋不停跳動,仿佛有個魔術師藏在裏面,在變戲法。瓦特高興得幾乎叫了出來。他打開鍋蓋,壹次次合上,壹次次驗證。他還蓋住了噴射蒸汽的杯子和勺子。瓦特終於搞清楚了,是蒸汽推動蓋子跳起來的,而且這種蒸汽的威力還不小。就在瓦特興高采烈的時候,奶奶又開口了:“妳這孩子,忘恩負義。水壺有什麽好玩的?走開!”她漫不經心地說。他的祖母過於急躁和主觀,如果隨便忽視,幾乎挫傷了瓦特的自尊心和探索科學知識的熱情。老頭,我壹點也不懂瓦特的心,也不知道“蒸汽”對瓦特的啟發有多大!水蒸氣推動水壺蓋子跳開的物理現象不就是瓦特發明蒸汽機的認識來源嗎?1769年,瓦特把蒸汽機改成了大功率的單作用發動機。後來經過多次研究,在1782完成了新蒸汽機的試制。有了機器上的聯動裝置,簡單的運動變成了旋轉運動,成功地發明了完美的蒸汽機。瓦特的壹生充滿了艱辛和鬥爭。他走過了壹條多麽坎坷的路啊。他在艱難困苦中為人類創造了福報,為人類進步開辟了新的裏程碑。瓦特非常重視學習和實踐:學習豐富了他的智慧;實踐取得了豐碩的成果。2.蒸汽機與工業革命在羅爾特的《詹姆斯·瓦特》中寫道,瓦特蒸汽機巨大而不知疲倦的動力,使生產方式走上了機械化的道路,其規模在過去是不可想象的。"
編輯這句名言
最好把真理比作燧石——它越是被打得堅硬,它就越是輝煌。.....奮鬥!只有奮鬥,才能撫平過去的創傷;只有奮鬥才是我們民族的希望。
還有燈光。青春的光輝,理想的鑰匙,人生的意義,乃至人類的生存發展,都蘊含在這兩個字裏……奮鬥!只有奮鬥,才能撫平過去的創傷;只有奮鬥,才是我們民族的希望和光明。如果我們選擇了壹個最能為人類福利工作的職業,那麽負擔就無法壓倒我們,因為它是奉獻給每個人的;那時,我們感受到的不是貧窮、有限和自私的樂趣。我們的幸福將屬於千百萬人,我們的事業將默默無聞卻永遠存在。面對我們的骨灰,高尚的人會流淚。那些為了同壹個目標而努力,從而使自己更加高尚的人,歷史承認他們是偉人;那些給大多數人帶來快樂的人,經驗稱贊他們是最快樂的人。如果壹個人只為自己工作,他可能成為壹個著名的學者,壹個偉大的智者,壹個傑出的詩人,但他永遠不會是壹個真正完美和偉大的人。科學絕不是壹種自私的享樂。有幸投身於科學研究的人,首先應該用自己的知識為人類服務。在科學上沒有平坦的大道,只有那些不畏勞苦沿著陡峭山路攀登的人,才有希望到達它光輝的頂點。科學絕不是壹種自私的享受。有幸投身於科學研究的人,首先應該用自己的知識為人類服務。想想所有的事情。在民主國家,法律為王;在專制國家,國王就是法律。用知識武裝自己,不如用華麗的衣服裝飾自己。書...是我的奴隸,必須服從我的意誌。體力勞動是防止壹切社會病毒的偉大消毒劑。工人階級的團結是工人勝利的首要前提。我們現在必須徹底維護黨的紀律,否則壹切都會陷入泥淖。我們知道個體是弱小的,但我們也知道整體就是力量。人類只有通過為同時代人的完美和他們的幸福而努力,才能達到自己的完美。壹個人要活潑守紀律,天真而不幼稚,勇敢而不計後果,固執而有原則,熱情而不沖動,樂觀而不盲目。我們現在必須徹底維護黨的紀律,否則壹切都會陷入泥淖。自我毀滅,這是壹條永遠腐蝕和吞噬靈魂的毒蛇。它吸幹了靈魂的新鮮血液,註入了厭世和絕望的毒藥。當我們被理解的時候,智慧已經耗盡;當智慧遇上智慧,濺起無數火花。生產勞動和教育的早期結合是改造現代社會的最有力的手段之壹。社會進步是人類追求美的結晶。事實上,任何社會形態都無法阻止社會主導的勞動時間以這樣或那樣的方式調節生產。社會生產小麥、牲畜等所需的時間越少,就越能為其他生產贏得時間,無論是物質生產還是精神生產。良心是由人的知識和壹切生活方式決定的。當然,壹個作家必須為了生活和寫作而掙錢,但絕不應該為了掙錢而生活和寫作。科學絕不是壹種自私的享樂。有幸投身於科學研究的人,首先應該用自己的知識為人類服務。