瓦特的发明路如何？

2025-02-22 22:59:45

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回答1：

1757年，瓦特21岁的时候，到格拉斯哥大学当维修工人，负责修造教学仪器。这是他一生中的重大机遇。在学校里，他认识了化学家布莱克，还有后来成为物理学家的鲁宾逊，三个人成了好朋友。瓦特从他们那里学到了很多科学知识，同时对蒸汽机发生了浓厚兴趣。

那个时候，英国人已经开始使用蒸汽为动力的机器了。1698年，英国人塞维利制造了第一台蒸汽泵（bènɡ），用蒸汽把水压到高处，推动机器转动。后来到了1705年，有个叫纽科门的铁匠，又在此基础上，制出了第一台蒸汽机，很快被工业部门采用，并传到欧洲各国。可是这种蒸汽机消耗的燃料特别多，功率也低，使用起来也不方便。

由于天文系在格拉斯哥大学是新近才设立的，所以杰米所修理的仪器，在该校来说，还是件稀罕的东西。

因此，常有拿着实验仪器来问瓦特的教授：“对不起，瓦特先生，请你帮我看一看。”

瓦特的自信心越来越强了。

随后，他回家与父亲商量；在学校附近开了个教学仪器店。

这件事，对瓦特的人生道路有着重大的影响，使他这一位普通的工人，迈进了大学的校门。

瓦特的店铺设在大学的角落里，但正好处在街边，校外的订货可以自由出入。

每天早晨，在学校还没开门之前，瓦特就已经把店门打开，努力地工作了。

不知不觉中，这里就成了教授和学生们的俱（jù）乐部了，他们都喜欢与这位纯朴、乐天、坦率，且见地又与众不同的年轻人交往，并且，在瓦特的店里，他们可以方便地看到各种器械模型。

这一天，鲁宾逊来找瓦特，对瓦特说：

“瓦特先生，我有一个特别的生意想和你谈谈！”

“噢？什么特别的生意！”瓦特好奇地问。

鲁宾逊说：“你知道，在古代，人类尚未具有高智慧的时候，只知道凭借自身的力量办事，到人类渐渐地变聪明后，就想到利用动物的力量了。

“譬（pì）如说搬运东西，最初人类是把东西扛在肩背上来搬运的，到了明白把东西放在车子上用马来拉的时候，人类的力量已增加了几倍，甚至几十倍了。

“但是这还不行，除了动物之外，必须再想出其他更强的动力来移动车子。究竟有没有这种动力呢？”

说完，鲁宾逊等待瓦特的答复，可是一看到瓦特默然不语，鲁宾逊又继续说下去。

“有的，我想是有的，那就是蒸汽的力量。我想，用蒸汽来推动的车子一定会被发明出来的。”

瓦特把眼睛睁得圆圆的，望着他的脸，可是鲁宾逊越讲越有劲儿，又继续说了下去。

“用蒸汽来推动车子的构想虽然让人感到诧异，可是那绝不是梦想啊！不是早就有纽科门所发明的抽水蒸汽水泵（bènɡ），被人们普遍使用着吗？使用于抽水的动力，和用做推动车子的动力原理是相同的啊！”

“你说得挺有道理。”瓦特听得津津有味津津有味：形容有滋味；有趣……事实上，我不过是今天才学到有关纽科门蒸汽机的知识的，虽然对于它的原理与构造方面都已有所了解，但是，这种了解是无济于事的。要想从中产生一种新的东西来，非得具有非凡的想象力与发明能力。

“瓦特先生，只要我们两人肯合作，哪有办不到的事情？你想不想尝试以蒸汽推动车子的发明呢？”

“当然想！”瓦特对这一新的目标产生了浓厚的兴趣。

第二天，他马上跑到格拉斯哥大学的图书馆，找出有关蒸汽机械的书籍，然后根据原理并开始实验起来。

他设法找到一个蒸煮器（就是现在高压锅的最初的雏形），把它用作产生蒸汽的装置，他把一个装有密封活塞块的小注水器连接到蒸煮器上，并在蒸煮器和注水器之间装上一个阀门，这个阀门可以朝上、下两个方向转动；根据阀（fá）门的转动方向，既能使蒸汽进入汽缸（ɡānɡ）（即小注水器），也能把它全部排放出去。

瓦特将阀门扭动，蒸汽进入汽缸，小活塞被蒸汽往上顶，这股力居然能举起7公斤重的东西。

“啊，动起来了！动起来了！”瓦特和鲁宾逊都控制不住自己的惊喜。

正当他们打算同心协力大干一场的时候，鲁宾逊毕业了，他要去海军服役，离开了格拉斯哥大学。瓦特只好独自继续蒸汽机械的研究。

了解了蒸汽机械的历史，瓦特迫切要看到的就是纽科门的机械了。

刚好就在这个时候，瓦特听说格拉斯哥大学的标本室里，有一架纽科门机械的模型。

瓦特就把这个模型带回店铺去了，这是他第一次看到纽科门机的模型。

瓦特马上把模型机械一一拆（chāi）开，这是他一向的作法。直到领会了它的构造和操作方法之后，瓦特才将损坏的地方完全修好，再好好地装配起来。

瓦特迫不及待地生起了火，把火放在锅炉底下，想转动模型看看。

水一开就冒出许多蒸汽来，扭动阀门，蒸汽就进入了那个小汽筒内，咕咚咕咚地开始转动了起来。

“啊！动了！动了！”但是奇怪的是活塞只动了三四下就停止了。

“咦！怎么回事？”瓦特又重新试验了一下，但结果还是一样。

三次、四次、五次……做了好几次，活塞仍然半途就停了下来。

“奇怪！这是什么缘故呢？”瓦特在想。

他立刻到图书馆去翻查书本，看什么地方有问题，但是却得不到结果。要想弄清这个问题，除了再次实验之外，别无他途。

瓦特把模型机械的各部分又重新检查了一番，在经过好几次同样的试验之后，终于发现了问题所在。汽筒是用黄铜制的，这样使加热和冷却都比较慢。应该采用铁制的汽筒。

另外，更重要的一点是：无法使机器顺利转动的原因是汽筒的温度问题。蒸汽一遇冷就立刻凝结起来，所以，最初把蒸汽从锅炉输送到汽筒里去的时候，为了不使蒸汽无谓的凝结，汽筒就必须保持在摄氏100度以上。

可是要想把满汽筒的蒸汽凝结，使之成为真空，则又得把汽筒的温度下降到常温，也就是摄氏15度以下了。

在汽筒内喷射冷水，目的就是为了促使温度迅速下降，使蒸汽早点凝结。也就是说，汽筒必须不断地被加热和制冷。

可是问题却是：一旦冷却了汽筒的温度，要想把它再升高到沸点，势必要消耗掉大量的蒸汽。

纽科门的发明到这一点就不能继续了。

而瓦特却是身兼学问和技术的真正的发明家。他对于纽科门机的结构和作用，始终抱着一种严谨严谨（jǐn）：严密谨慎。的态度去研究，结果他发现了它的缺点。

好几天以来，他总是坐在工作台前面，连实验也懒（lǎn）得去做。有时坐在已经停止转动了的机械前面，静静地沉思，然后站起来，嘴里嘟囔着，在房间里走来走去。

在这几天当中，无论是睡觉、吃饭或工作的时候，他都不停地思考着这个问题。这一天，他出来走走，从大街小巷，从广场到大路，瓦特足足走了差不多有一个钟头。

瓦特无意中把头一抬，这时映人他眼帘的是一片绿油油的草地。

“美丽极了！”

瓦特放松地在一张长椅上坐了下来，闭上眼睛，托住下巴静静地养神。

这个时候，“热量和凝结”的问题，在瓦特的脑中悄然消失了，使瓦特感到无比的舒畅。

“唉！回家吧！”

瓦特站起来伸了一个懒腰，然后慢条斯理慢条斯理：形容动作缓慢，不慌不忙。地走回家，可还是不由自主地又想起了他的问题。

刚走过洗衣店，到达牧羊人所住的小屋的时候，又一个念头飞进了他的脑海里。

“由于蒸汽是一种具有弹性的物体，因此，凡是有真空的地方，它就无孔不入，如果在汽缸和蒸汽室之间加一个通道，蒸汽就会进入里面而冷凝，这样就不用冷却汽缸，纽科门机的问题不就迎刃而解迎刃而解：比喻主要的问题解决了，其他有关的问题就可以很容易地得到解决。了吗？”

想不到这个无意中冒出的念头，就把他在一年当中，想了又想的问题完全解决了。

蒸汽因为具有推动力，所以能够冲入真空的容器里。要是把真空的容器附在汽筒上，蒸汽经过汽筒后就必定会进入那个容器里去，那么，蒸汽就可以在那个容器里凝结，而不必在汽筒中凝结。

也就是说，为了蒸汽的凝结，只要另外再做一个凝结器连接在汽筒就行了，这样一来，蒸汽就在那里凝结，而不需要再把汽筒冷却，汽筒就始终是真空的了。

各种不同的作用，分别在不同的容器内进行，汽筒就可一直保持热度，凝结器就永远使它冷却下去，这样一来，连一丝蒸汽也不会浪费掉了。

瓦特的脑子像风车一样不停地旋转着。

可是，这个冷凝器如果采用纽科门机的方法，喷洒冷水使蒸汽凝结，而喷洒的水和凝结而成的水，以及漏进来的空气，怎样逃出去呢？

这个问题又在困扰着瓦特，经过反复的思考，他想出了一个办法。

在下面设一个排水口，将水自管子中挤压出来，当蒸汽冲进去时，又可以将空气也挤压出来。

瓦特的想法，一步一步地接近了成功的边缘（yuán）。想到这里，他已走过了两条街。此时，他已得出结论——那就是在汽筒旁边再做一个冷凝器。

说起来这是多么简单的事啊！在一次午后惬意惬意（qiè）：满意；称心；舒服。的散步中，就得出了这个发明。

瓦特由于专心于发明，店里的生意也清淡了，他在教学仪器上所赚的钱都用光了，此外向迪克博士所借的钱也有1000英镑了，可是瓦特的蒸汽机械还没有完全成功，为了新装置的实验，还得用上一笔庞大的费用，这笔钱由谁出呢？

罗伯克是一家名叫加伦铁工厂的创始人，有着雄厚的资本，那个时候，他正在从事煤矿事业，所以非常关心煤坑内的排水问题。

这是一个多么难得的机会啊！

由于朋友迪克博士的介绍，罗伯克与瓦特建立了合作关系。

瓦特高兴得马上着手实验新的模型，直至新的模型也试验成功。

“这样准没有问题了，马上去申请专利吧！”

瓦特就在那年的8月，到伦敦去申请专利。

之后，到了1769年初，瓦特的蒸汽机的专利才被批准下来。

那时瓦特已经33岁了，从最初开始实验起，足足费了将近10年的悠长岁月，这10年间，瓦特忍受经济上的压力，承受着生活上的困苦，碰到了许多困难和挫折挫折（cuò）：失败；失利。，但是他并不气馁，因为他深深地知道，这种新机器将是伟大而有用的发明。

他决定在罗伯克的一所大房子里进行新机器的改进和制造。那座房子位于山谷中的小河边，用水方便，而且不被人注意。

1769年9月，花了6个月的时间，好不容易才把第一台机器完成了。

但瓦特的第一台蒸汽机并不成功。

凝结器的作用不大好，加伦铁工厂所造的汽筒，也因铸（zhù）造不良，根本就不能使用。最大的困难在于保持活塞的紧密，瓦特把软木、油布、麻布、旧帽子、牛皮纸，统统用来包扎活塞，但是蒸汽照样漏出来，那些办法一点用处也没有。

瓦特十分灰心。

他的朋友鲁宾逊写信来鼓励他：“这次的失败，过错并不在你的发明，这完全是工厂的制造技术太差的缘故。只要有可靠的工人，一定会成功的。”瓦特这才鼓起勇气，打算重新开始。

而这时，支持他的罗伯克却因做生意赔了钱，不能再资助他了。发明家陷入了真正的困境。他不得不去从事一些测量师、工程师的工作来维持家庭的生计。偏偏这时候，他的妻子也因生病离开了人世。瓦特坠（zhuì）入了人生的最低谷。但他却仍然热心地从事蒸汽机的研究，因为，这才是他的人生目标。

功夫不负有心人，瓦特的艰苦努力终于引起了一个大事业家的注意。他是罗伯克的朋友鲍（bào）尔顿，他接替了罗伯克的位置与瓦特合作，使得瓦特终于有机会再一次制造他的蒸汽机。

过去的纽科门机与其说是蒸汽机，还不如说是气压机来得恰当，因为它是借助大气压力而转动的，避免不了漏入空气的弊（bì）端。

瓦特所发明的机器，完全利用蒸汽的膨胀力，可谓名符其实的蒸汽机。

试验非常成功，瓦特和鲍尔顿大为满意，于是就在塞荷制造厂内设了一个制造蒸汽机的车间，准备正式从事蒸汽机的制造。

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