瓦特与蒸汽机的故事

由于瓦特的身体赢弱，没有系统地上过小学，21岁时他来到格拉斯哥大学开设了一间小修理店，专门负责修理和制作仪器。

1763年，他修理一台纽卡曼蒸汽机时，发现了它工作的奥秘：它先把热蒸汽引入气缸，然后关闭阀门，再用冷水冲气缸，由于热蒸汽骤然冷却，造成气缸真空，活塞随之压入，驱动水泵提水。等机器充分冷却之后，再重新充入热蒸汽，推下活塞，继续下一轮工作。

瓦特反复研究发现，虽然它的构思非常巧妙，但大有值得改进之处。首先是活塞的运动太慢，工作也不连续，由于不断地冲水、放气，大约有80%的热蒸汽散失，使蒸汽的利用率太低，浪费了燃煤。

于是，在改进蒸汽机上瓦特动上了脑筋。

他首先把冷凝器与气缸分割成两个部分，使气缸不必喷入冷水冷却，也不必再等待冷却的时间，从而节省了能量，还可以连续地运转。接着，他又改进了气缸的结构，为了减少了蒸汽的损失，他发明了双向气缸，活塞在气缸中间，随着蒸汽从气缸的两端进出，活塞做着双向往复运动。

此外，为了使活塞连续运行，他又成功设计行星式曲柄齿轮传动系统和惰性轮，把活塞杆的上下直线运动转化为圆周运动。

经过这一系列改进之后，与原来的纽卡曼蒸汽机相比，瓦特把蒸汽机的效率一下子提高到原来的5倍。

瓦特与他发明的蒸汽机 | 来源：网络

本文转载于《科学历2018科学史上的今天》，由科学π工作室编著，清华大学出版社出版。