瓦特简介(第一次工业革命之父——瓦特)

2024-02-25 20:11:18瓦特

前几天,“5G”、“第四次工业革命”占据了话题热榜,我们人类曾经历过三次工业革命,一次是蒸汽为我们带来的,一次是电力为我们带来的,一次是互联网带来的。如今,我们将要迎来5G和物联网技术给我们带来的新一轮的科技革命。

瓦特简介(第一次工业革命之父——瓦特)

每一次科技上的革命,都是人类文明向前迈进的一大步,而每次迈出这一大步之前,都必须要有先进的人物来引领这次跨越。人类的第一次工业革命最为关键,这场革命使得蒸汽的力量取代了人肌肉的力量,而这一次革命的引领者就是詹姆斯·瓦特。

瓦特简介(第一次工业革命之父——瓦特)

瓦特画像

童年时代

1736年,瓦特出生于英国格拉斯哥市的一个小镇上。

小时候的他,常和自己的爷爷待在一起。他的爷爷是一个博学多才的人,爷爷通晓数学、测量学、航海学等知识,每当爷爷跟瓦特讲起科学知识时,瓦特都会聚精会神地倾听。瓦特的父亲是镇上一家仪器制造店的店主。他的商铺主要制造航海类的机械仪器,瓦特经常跑到父亲的店铺里去来回捣鼓那些复杂的仪器,并且还会时不时地拆开瞧瞧里面的构造,有时候,他会找到父亲店里的帮工,询问他们一些技术性的问题,帮工也会耐心的给他讲解。

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格拉斯哥市

在这样的家庭环境下,瓦特从小便培养起来了对器械知识的兴趣,同时也养成了对于学到的知识,喜欢亲自动手实践验证的好习惯。

但是瓦特从小体弱多病,加上家里的经济情况并不是很乐观,所以他只能断断续续地接受正规教育,到最后,他还没有毕业就由于身体原因提前退学了。在家里,他坚持自学了天文、物理、化学、数学等学科。

17岁时,瓦特来到了格拉斯哥大学旁的一家钟表店当学徒,由于瓦特之前对仪器知识的了解,他对于这份工作上手得很快,不久便能够独立的完成一些修理和组装工作,几个月后,它便成了这家钟表店里的技术能人。甚至旁边的格拉斯哥大学里要是有什么仪器坏了,都会专程地前来求瓦特帮忙修理,这使得了瓦特成了格拉斯哥大学里的名人。

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格拉斯哥大学

站上舞台

由于手上过硬的技术,格拉斯哥大学给了瓦特一个仪器实验员的职位。瓦特在大学里专门负责修理和改造仪器。通过这个机会,瓦特可以接触到大学里许多著名学者,这是扩充他脑中知识的好机会,也是实现人生价值的好台阶。

瓦特小时候就曾思考过开水壶冒热气推动壶盖的问题,在一名名为罗宾逊的教授的鼓励下,瓦特开始了他对蒸汽系统的实验。

1763年,瓦特得到了一个机会,格拉斯哥大学的一台纽卡门蒸汽机被送往了伦敦修理,瓦特在此前还未见过蒸汽机的内部构造,于是他便怂恿学校将那台机器从伦敦运回来,要亲自尝试修理。

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瓦特在格拉斯哥大学与学者讨论

机器被运回来后,瓦特对他的内部构造进行了详细解剖,经过瓦特的观察,这台蒸汽机80%的蒸汽热量全都耗费在了维持气缸的温度上,这就耗费了大量的能量。瓦特想到了将气缸和冷凝器分离开来,让气缸的温度一直维持在注入蒸汽时的温度。并且动手制造出了一个模型,瓦特想要将这个新产品投入生产,因为他确信这会产生极大的社会价值。

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瓦特在研究

伟大实践

如果要将自己研究的新仪器进行大规模的生产,首先需要找到一定的实验资金,按照自己的想法制作出来一个像模像样的仪器,以确定这个东西真的可以用并且有用。他找到了当时的钢铁大亨罗巴克,得到了他的一笔金钱资助,并且,罗巴克手上有大量的钢铁专利技术可以供瓦特使用。

但是,第一次实验的结果并未成功,由于活塞和气缸的制造太过粗糙,器械难以运转。由于与之相关的技术专利的申请费用极高,使得大部分试验资金都不得不用来申请专利,只有小部分的钱可以用在实验上,所以实在做不了高质量的东西。之后,罗巴克的公司开始走下坡路,资金越来越短缺,这次新式蒸汽机的实验计划只能告吹。

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复杂的蒸汽机结构

几年之后,罗巴克的公司正式破产,相关的专利全部由一家铸造厂的老板博尔顿接手,博尔顿对于瓦特的蒸汽机也很感兴趣,在他的支持下,瓦特又开始了对于蒸汽机的研制。这一次,他得到了更多的资金和技术支持,他的实验成功了。

平步青云

1776年,第一批新型的蒸汽机制造成功,并且投入了生产。但是这种蒸汽机只能用在抽水泵上,尽管如此,这还是给瓦特带来了极大的经济价值,瓦特赢得了大量的订单,赚了一大笔的钱。

此时瓦特的重点研究目标就是如何让蒸汽机适用于更多的机器,而不是只局限于抽水泵。最后,瓦特公司的一名雇员研究出了一种曲柄齿轮传动系统,这可以使得蒸汽机可以广泛应用于各种大型仪器当中。

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蒸汽机械

随后,瓦特又对蒸汽机进行了一系列的改进,最终使得了蒸汽机的效率达到了瓦特见到的第一台蒸汽机的5倍。1808年,瓦特当选法兰西学士院的成员,1814年,又被选为法兰西科学院的外籍院士。

瓦特改良的蒸汽机为人类引发了第一次工业革命,蒸汽机为人类提供了前所未有的力量,推动了人类历史的进步。瓦特改良蒸汽机后,各种新式的工具层出不穷,1807年,美国人富尔顿将蒸汽机装在了轮船上,宣布了人类帆船时代的终结。1814年,英国人史蒂芬孙将蒸汽机装在了火车上,为人类开启了陆地长程运输的新时代。有人说,瓦特改良蒸汽机,就是“日不落”帝国建立的基石。

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瓦特(中)与他的赞助商

瓦特逝世后,他的遗体被葬在汉德沃尔斯郊区的教堂里,他的讣告中是这样说的:“它武装了人类,使虚弱无力的双手变得力大无穷,健全了人类的大脑以处理一切问题。他为机械动力在未来创造奇迹打下了坚实的基础,将有助于报偿后代的劳动。”。

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工程师的计算

后来,人们为了纪念瓦特以及他的不朽贡献,功率的单位被定为“瓦特”,后世的科学家和工程师在计算问题时,总能回顾一下他的名字和贡献,这可以说是一个学者最高的荣誉了。

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