詹姆·科瓦特的生平简介
简介
詹姆斯·瓦特是英国著名的发明家，也是工业革命时期的重要人物。皇家学会会员和法国科学院外籍研究员。他对当时已经出现的蒸汽机原始样机进行了一系列重大改进，发明了单缸单作用和单缸双作用蒸汽机，提高了蒸汽机的热效率和运行可靠性，为当时社会生产力的发展做出了突出贡献。他改进了蒸汽机，发明了气压计和气动锤。后人为了纪念他，将功率的单位称为瓦特，常以符号“W”表示。瓦特是国际单位制中功率和辐射通量的计量单位，常用符号“W”表示。
瓦特1736 65438+10月19出生于英国格拉斯哥。童年时，瓦特在一所文法学校学习，但他没有受到系统的教育。瓦特在他父亲工作的工厂里学到了很多关于机械制造的知识，后来他在伦敦的一家钟表店当了学徒。1763年，瓦特去格拉斯大学修理教学仪器。在大学里，他经常和教授讨论理论和技术问题。1781年，瓦特制成了从两侧推动活塞的双作用蒸汽机。1785年，他还因对蒸汽机的改进做出巨大贡献而当选为英国皇家学会会员。1865438+2009年8月25日，瓦特在伯明翰附近的希斯菲尔德去世。
在瓦特的讣告中，他称赞了自己发明的蒸汽机:
“它武装了人类，让弱小的双手变得强大无限，提升了人类处理一切问题的大脑。它为机械动力在未来创造奇迹奠定了坚实的基础，并将对后代的劳动给予帮助和回报。”
一生
第一，喜欢提问的孩子。
瓦特1736出生在英国格拉斯哥附近的一个小镇。他的祖父曾经是一名教师，教授数学、测量和导航，他的父亲曾经是一名造船技师。后来，我管理造船和建筑，做过仪器制造商和商人，也曾担任过小镇的地方行政官。听说，瓦特从小随父亲学习各种手艺。他心灵手巧，从小就接触和学习了很多技术知识，养成了独立思考和探索奥秘的兴趣和习惯。他的家庭环境对日后攀登技术高峰起到了一定的作用。
瓦特从小体弱多病，但到了上学年龄仍不能上学。过了上学年龄几年后，他来到镇上的学校学习。在学校，他不喜欢和小朋友玩，只喜欢一个人打坐。关于他的童年，有一个众所周知的传说:有一天，小瓦特看见家里一壶水开了，蒸汽使锅盖跳了起来。这一普遍现象引起了他的极大兴趣。他目不转睛地盯着跳动的盖子和冒出来的蒸汽，苦苦思索着这个谜。我已经看了一个多小时了。因为瓦特经常长时间默默观察许多陌生的、未知的现象，所以人们说他是个“懒小子”。事实上，正是这种好奇心和精神，引领他探索世界的奥秘，攀登科学的高峰。
13岁开始对几何感兴趣，15岁读完了《几何原理》这么难的书。后来他进了文法学校，数学成绩特别优秀。由于身体不好，他没毕业就辍学了。但他坚持在家自学天文、化学、物理、解剖学，自学了几门外语。瓦特在17岁时成为格拉斯哥一家钟表店的学徒。他在业余时间努力学习，进一步掌握了许多科技原理。当学徒的时候，他曾经开始制造技术要求很高的圆规和经纬仪。21岁，来到格拉斯哥大学做教具实验员，负责修理和制造仪器。那时他对一些先进的机械技术更加熟悉了。工作之余，他还埋头读书，经常虚心向老师同学求教，提高了自己的科学理论水平。
第二，促进全世界的发明
人类对蒸汽的认识和利用经历了一个漫长的历史过程。早在公元前二世纪，古希腊人就利用蒸汽喷射制成了反动式发动机。1690年，法国人博比首先发明了第一台活塞式蒸汽机，但他未能使之成为实用的蒸汽机。1698年，英国技师塞莱斯发明了一种实用的无活塞蒸汽机。这种机器被用于矿山，被称为“矿山之友”。但由于当时材料和技术的限制，无法普及。后来经过改进，直到公元18世纪，英国铁匠纽科门才制造出第一台能将热能转化为机械能的原始蒸汽机。这种机器结合了巴机和塞莱斯机的优点，不需要高压蒸汽就可以排水，效率也大大提高。但这种蒸汽机结构不合理，耗煤量大，活塞只能做往复运动，不能做旋转运动，所以热效率低。
随着工业的发展，对新动力的需求日益突出，推动了蒸汽机的进一步改进。从65438年到60年代，英国工程师斯米顿开始研究和改进纽科门蒸汽机。他测量了当时100多种蒸汽机的部件和效率，并将所得数据进行了对比分析。斯米顿本人并没有对蒸汽机的结构进行任何改进，但他积累的数据为改进蒸汽机提供了便利。与此同时，瓦特开始研究和改进蒸汽机。
当瓦特在大学里修理仪器时，学校曾经给他修理一台旧的纽科门蒸汽机。他根据格拉斯哥大学布莱克教授提出的潜热和比热理论，通过大量的实验和分析，深入研究了老式蒸汽机，找出了老式机器效率低的主要原因:除了漏汽散热造成的热量浪费外，主要缺陷是每冲程用冷水冷却一次汽缸，消耗了大量的热量，使大部分蒸汽得不到有效利用。针对这一缺陷，瓦特提出了降低蒸汽消耗、提高热机效率的两项措施:一是为了使汽缸始终保持蒸汽的必要温度，需要在汽缸外加隔热套或通入蒸汽或用其他方法加热汽缸；第二，做功后的蒸汽尽快冷却液化成水，这个过程要在缸外进行。所以必须设置独立于气缸的冷凝器，机械传动也要改进。他决心自己造一台新的蒸汽机来改进旧机器的缺点。
瓦特自己筹集资金，租了地下室，买了必要的设备，反复实验，经历了无数次挫折和失败。在工人的帮助下，他终于发明了与气缸分离的冷凝器，解决了制造精密气缸和活塞的工艺难题。与此同时，他通过采取用油润滑活塞和在汽缸外增加隔热层等措施，制造了单作用蒸汽机。继续实验后，1782年，发明了连杆、飞轮、离心调速器的双作用蒸汽机，制成了新型实用蒸汽机。在这种双作用蒸汽机中，阀门的安装使得活塞可以被蒸汽的压力向前和向后推动。在连杆和飞轮的帮助下，活塞的直线运动转变为圆周运动。为了保持蒸汽机匀速运转，他在进汽阀上连接了一个离心调速器，自动调节进汽量。这个装置是技术上最早使用的自动控制器。他设计了一个与汽缸分离的冷凝器，将高温蒸汽导出汽缸并冷却，使主汽缸保持一定的温度。与此同时，他提高了气缸的精度，使活塞和阀门光滑而紧密。从而与纽科门蒸汽机相比大大提高了热效率和可靠性。由于这种蒸汽机将往复直线运动变为连续匀速圆周运动，可以通过传动装置带动一切机器运转，成为可以广泛应用于工业和交通运输的“万能动力机”。这种高效的蒸汽机很快取代了老式蒸汽机，并很快被各个工业部门所采用。从此，动力机、传动机械和工作装置成为机器生产和工业现代化的核心。
到19的30年代，蒸汽机被广泛应用于纺织、冶金、煤矿、运输等部门，很快引发了一场技术革命。美国人富尔顿发明了一艘以瓦特蒸汽机为动力的船。英国人斯蒂芬森发明了以瓦特蒸汽机为动力的火车。瓦特的蒸汽机成为真正的国际性发明，有力地推动了18世纪欧洲的工业革命，将世界工业推向了“蒸汽时代”。
第三，名垂青史的天才发明家
1784年4月，英国政府授予瓦特制造蒸汽机的专利证书。马克思曾评论说:瓦特的伟大天才体现在他所获得的专利的说明书中。他没有把他的蒸汽机描述为一项特殊用途的发明，而是一种广泛应用于大型工业的发动机。
瓦特在英国和欧洲大陆的学术界和科学界享有崇高的地位。他于1784年成为爱丁堡皇家学会会员，于1785年成为伦敦皇家学会会员。1808年成为法国学士院院士，1814年当选法国科学院八位外籍院士之一。各国科学界公认，瓦特是其中最著名的一位。
因为这样一个划时代的伟大发明，瓦特一下子从一个身无分文的小人物变成了名利双收的伟人。他在11年拿到了76000英镑的专利税。为了保护自己的专利，晚年的他显得有些学院派。他经常向法院起诉，阻止和压制别人的发明，甚至禁止他的助手用蒸汽做实验来启动四轮车。这是一个科学家的悲剧，也是他所处的时代和社会在他身上留下的烙印。尽管如此，他仍然是一个伟大的发明家。20多年来，他致力于蒸汽机的发明。人民永远不会忘记他对科学技术和社会进步的巨大贡献。
1819，84岁的瓦特在家中安详辞世。他生前为人类的科学事业做出了杰出贡献，全世界人民都怀念他。1824年，在他逝世五周年的时候，伦敦的公众在著名的威斯敏斯特教堂为他竖立了一座纪念碑。瓦特一生刻苦学习，孜孜不倦地献身于科学事业。在前人成果的基础上，他发明了蒸汽机，为人类科技发展做出了划时代的贡献。为了纪念伟大的发明家瓦特，常用的功率单位被命名为瓦特，或简称瓦特。他的名字将永远铭刻在人类的历史上。
瓦特和蒸汽机
瓦特对蒸汽机的最初想法
1764年，学校让瓦特修理一台纽盖特蒸汽机。在修理过程中，瓦特熟悉了蒸汽机的结构和原理，发现了这种蒸汽机的两大缺点:活塞动作不连续且缓慢；蒸汽利用率低，浪费原材料。后来，瓦特开始思考改进的方法。直到1765年春天，在一次散步中，瓦特想到，既然纽科门蒸汽机热效率低是由汽缸内蒸汽凝结造成的，为什么不让蒸汽在汽缸外凝结呢？瓦特想出了使用独立冷凝器的最初想法。
产生这个想法后，瓦特在同年设计了一台带有独立冷凝器的蒸汽机。根据设计，冷凝器和气缸之间有一个调节阀，这样它们可以连接和分离。这样作功后的蒸汽就可以引入缸外的冷凝器，在缸内产生同样的真空，从而避免了缸在冷却和加热过程中的热量消耗。根据瓦特的理论，这种新型蒸汽机的热效率将是纽科门蒸汽机的三倍。从理论上讲，瓦特的带分离器冷凝器的蒸汽机明显优于纽科门的蒸汽机。但是，把理论的东西变成实际的东西，把图纸上的蒸汽机变成真正的蒸汽机，还有很长的路要走。瓦特辛辛苦苦造了几台蒸汽机，效果都不如纽科门的蒸汽机，甚至到处漏风，无法启动。尽管昂贵的实验使他负债累累，但他在困难面前没有退缩，继续进行实验。当布莱克知道瓦特的目标和困难处境后，他把瓦特介绍给了一个非常富有的朋友——化学技师罗巴克。那时，罗巴克是一个非常富有的企业家。他在苏格兰的卡隆开办了第一家大型炼铁厂。尽管那时罗巴克已年近50，但他仍然对科技新发明充满热情。他对当时才三十多岁的瓦特的新装置非常赞赏，当即与瓦特签约，赞助瓦特试制新蒸汽机。
从1766开始，在三年多的时间里，瓦特克服了材料和工艺上的困难，终于在1769做出了第一台样机。同年，瓦特因发明冷凝器而获得了他在革新纽科门蒸汽机过程中的第一项专利。虽然第一台带冷凝器的蒸汽机试制成功，但与纽科门蒸汽机相比，除了热效率得到显著提高外，在作为动力机器带动其他工作机器的性能方面并没有实质性的进步。也就是说，瓦特的蒸汽机仍然不能作为真正的动力机。
蒸汽机的销售
因为瓦特的蒸汽机还不理想，市场不广。当瓦特继续探索的时候，罗巴克自己也濒临破产，他把瓦特介绍给了他的朋友、工程师兼企业家博尔顿，这样瓦特就可以得到赞助继续他的研发。博尔顿四十多岁时是一名能干的工程师和企业家。他对瓦特的创新精神表示赞赏，并愿意赞助瓦特。博尔顿经常参加社交活动，他是当时伯明翰著名科学社团“满月社”的主要成员之一。这个社团的大部分参与者都是当地的科学家、工程师、学者和科学爱好者。经过博尔顿的介绍，瓦特也加入了满月社。在满月社的活动中，瓦特更多地了解了当时人们关注的气体化学和热化学，为他后来参与水的化学成分的争论奠定了基础。更重要的是，满月社的活动使瓦特进一步增长了科学知识，活跃了他的科学思想。
瓦特自与波顿合作以来，在资金、设备、材料等方面都得到了大力支持。瓦特还生产了两台带有独立冷凝器的蒸汽机，但这两台蒸汽机因为没有显著的改进而没有得到社会的重视。这两台蒸汽机耗资巨大，以至于博尔顿濒临破产，但他仍然慷慨资助瓦特。在他的支持下，瓦特坚持不懈地继续他的研究。自从1769年试制出带分离式冷凝器的蒸汽机样机后，瓦特就看出热效率低并不是他的蒸汽机的主要缺点，而根本的局限性在于活塞只能做往复直线运动。1781年，瓦特还在参加满月社的活动。也许在聚会上，成员们提到了当年天文学家赫歇尔发现的天王星和行星围绕太阳的圆周运动启发了他。也许是钟里齿轮的圆周运动给了他灵感。他想到，通过把活塞的往复直线运动转变为圆周旋转运动，可以把动力传递给任何工作机器。同年，他又研制出一套名为“太阳与行星”的齿轮联动装置，最终将活塞的往复直线运动转化为齿轮的旋转运动。为了增加车轴旋转轴的惯性，使圆周运动更加均匀，瓦特还在车轴上安装了一个火飞轮。由于对传统机制的这一伟大创新，瓦特的蒸汽机真正成为了可以驱动一切的动力机。1781年底，瓦特获得了发明齿轮拉杆机械联动装置的第二项专利。
因为这种蒸汽机装有车轴和飞轮，所以在将活塞的往复直线运动转化为车轴的旋转运动时，蒸汽机消耗了大量的能量。这样蒸汽机的效率不是很高，功率也不是很大。为了进一步提高蒸汽机的效率，增加蒸汽机的效率，瓦特在发明了齿轮联动装置后，对汽缸本身进行了研究。他发现，虽然他把纽科门蒸汽机的内冷凝改为外冷凝，蒸汽机的热效率显著提高，但他的蒸汽机中蒸汽驱动活塞的冲程过程与纽科门蒸汽机并无不同。两种蒸汽都是单一运动，从一端进入，从另一端出来。他想，如果蒸汽能从两端进出，就能推动活塞上下运动。那么，他的效率可以翻倍。在1782中，瓦特根据这一想法开发了一种带有双向装置的新圆柱体。由此，瓦特获得了他的第三项专利。将原来的单缸装置改造成双向缸，引入缸内的蒸汽首次由低压蒸汽变为高压蒸汽。这是瓦特在改进纽科门蒸汽机过程中的第三次飞跃。通过这三次技术飞跃，纽科门蒸汽机完全演变成了瓦特蒸汽机。
从最初接触蒸汽技术到瓦特蒸汽机的研制成功，瓦特走过了20多年的艰难历程。瓦特虽然多次受挫失败，但仍锲而不舍，锲而不舍，最终完成了纽科门蒸汽机的三大革新。蒸汽机已被广泛应用，并成为改造世界的动力。
1784年，瓦特在用飞轮、齿轮连杆和双向装置综合组装高压蒸汽机改造纽科门蒸汽机的过程中获得了他的第四项专利。1788年，瓦特发明了离心调速器和节流阀；1790年，他发明了汽缸指示器，瓦特完成了蒸汽机发明的全过程。
轶事
1.小时候瓦特和茶壶的故事
一天晚上，瓦特和一个小女孩正在家里喝茶。瓦特不停地摆弄茶壶盖，打开又关上。当他堵住茶壶嘴时，蒸汽把壶盖推开了。我奶奶对瓦特无聊的动作非常不满，训斥了他。瓦特并不介意，他全神贯注于蒸汽的力量，制造蒸汽机的想法就是从那时萌发的。
瓦特发明蒸汽机的故事。
一个夏天的早晨，天气很好，画眉在树上唱着甜美的歌。在英国格拉斯哥大学的校园里，有一个人在散步。他在绿色的草坪上慢慢地走来走去。他时而望着辽阔的天空，时而望着平坦的操场，时而皱起眉头...突然，他的脸上露出了笑容，心情豁然开朗。他想出了一个解决蒸汽机的有效方法。他高兴地跑着，双脚飞快。瞬间，陪伴他多年的操作台上出现了他的身影。
水蒸气的启示
随着智育的发展，瓦特对一些客观存在的事物产生了浓厚的兴趣，他变得好奇并钻研起来。这为他后来发明蒸汽机奠定了良好的基础。
在瓦特的家乡玉山，家家户户生火烧水做饭。有谁在乎过这么普通的东西？瓦特离开了他的心。他看着他的祖母在厨房做饭。炉子上放着一壶开水。开水正在沸腾。锅盖啪的一声，一直往上跳。观察了很久，瓦特觉得很奇怪。他想不通为什么，就问奶奶，是什么让锅盖跳起来的？
奶奶回答，水开了，就这样。
瓦特不满意，又问:为什么打开盖子水就跳了？有什么东西在推它吗？
可能是我奶奶太忙了，没办法正确回答他，就不耐烦的说，我不知道。孩子问这些问题有什么意义？
瓦特没有和奶奶一起找到答案，反而受到了不公正的批评。他很不舒服，但他没有灰心。
连续几天，每当做饭的时候，他都蹲在火炉边仔细观察。刚开始的时候，锅盖很稳。过了一会儿，水就要烧开了，发出很大的声音。地上，锅里的蒸汽冒出来，推着锅盖跳。蒸汽不断上升，锅盖不停跳动，仿佛有个魔术师藏在里面，在变戏法。瓦特高兴得几乎叫了出来。他打开锅盖，一次次合上，一次次验证。他还盖住了喷射蒸汽的杯子和勺子。瓦特终于搞清楚了，是蒸汽推动盖子跳起来的，而且这种蒸汽的威力还不小。
就在瓦特兴高采烈，欣喜若狂的时候，奶奶又开口了:“你这个孩子，你不知道好坏，水壶有什么好笑的？快走开！”她漫不经心地说。
他的祖母过于急躁和主观，如果随便忽视，几乎挫伤了瓦特的自尊心和探索科学知识的热情。老头，你一点都不理解瓦特的心吧？水蒸气对瓦特是一个多么大的启示啊！水蒸气推动水壶盖子跳开的物理现象不就是瓦特发明蒸汽机的认识来源吗？
1769年，瓦特把蒸汽机改成了大功率的单作用发动机。后来经过多次研究，在1782完成了新蒸汽机的试制。有了机器上的联动装置，简单的运动变成了旋转运动，成功地发明了完美的蒸汽机。
瓦特的一生充满了艰辛和斗争。他走过了一条多么坎坷的路啊。他在艰难困苦中为人类创造了福报，为人类进步开辟了新的里程碑。瓦特非常重视学习和实践:学习丰富了他的智慧；实践取得了丰硕的成果。
2.蒸汽机与工业革命
在罗尔特的《詹姆斯·瓦特》中写道，瓦特蒸汽机巨大而不知疲倦的动力，使生产方式以过去难以想象的规模走上了机械化的道路。"
名言
最好把真理比作燧石——它越是被打得坚硬，它就越是辉煌。
.....奋斗！只有奋斗，才能抚平过去的创伤；只有奋斗，才是我们民族的希望和光明。
青春的光辉，理想的钥匙，人生的意义，乃至人类的生存发展，都蕴含在这两个字里……奋斗！只有奋斗，才能抚平过去的创伤；只有奋斗，才是我们民族的希望和光明。
如果我们选择了一个最能为人类福利工作的职业，那么负担就无法压倒我们，因为它是奉献给每个人的；那时，我们感受到的不是贫穷、有限和自私的乐趣。我们的幸福将属于千百万人，我们的事业将默默无闻却永远存在。面对我们的骨灰，高尚的人会流泪。
那些为了共同目标而努力，从而变得更加高尚的人，历史承认他们是伟人；那些给大多数人带来快乐的人，经验称赞他们是最快乐的人。
如果一个人只为自己工作，他可能成为一个著名的学者，一个伟大的智者，一个杰出的诗人，但他永远不会是一个真正完美和伟大的人。
科学绝不是一种自私的享乐。有幸投身于科学研究的人，首先应该用自己的知识为人类服务。
在科学上没有平坦的大道，只有那些不畏劳苦沿着陡峭山路攀登的人，才有希望到达它光辉的顶点。
科学绝不是一种自私的享受。有幸投身于科学研究的人，首先应该用自己的知识为人类服务。
想想所有的事情。
在民主国家，法律为王；在专制国家，国王就是法律。
用知识武装自己，不如用华丽的衣服装饰自己。
书...是我的奴隶，必须服从我的意志。
体力劳动是防止一切社会病毒的伟大消毒剂。
工人阶级的团结是工人胜利的首要前提。
我们现在必须彻底维护党的纪律，否则一切都会陷入泥淖。
我们知道个体是弱小的，但我们也知道整体就是力量。
人类只有通过为同时代人的完美和他们的幸福而努力，才能达到自己的完美。
一个人要活泼守纪律，天真而不幼稚，勇敢而不计后果，固执而有原则，热情而不冲动，乐观而不盲目。
我们现在必须彻底维护党的纪律，否则一切都会陷入泥淖。
自我毁灭，这是一条永远腐蚀和吞噬灵魂的毒蛇。它吸干了灵魂的新鲜血液，注入了厌世和绝望的毒药。
当我们被理解的时候，智慧已经耗尽；当智慧遇上智慧，溅起无数火花。
生产劳动和教育的早期结合是改造现代社会的最有力的手段之一。
社会进步是人类追求美的结晶。
事实上，任何社会形态都无法阻止社会主导的劳动时间以这样或那样的方式调节生产。
社会生产小麦、牲畜等所需的时间越少，就越能为其他生产赢得时间，无论是物质生产还是精神生产。
良心是由人的知识和一切生活方式决定的。
当然，一个作家必须为了生活和写作而挣钱，但绝不应该为了挣钱而生活和写作。
科学绝不是一种自私的享乐。有幸投身于科学研究的人，首先应该用自己的知识为人类服务。
瓦特事件年表
1736 65438+10月19詹姆斯？瓦特出生在苏格兰的格里诺克。
瓦特于1755年离开苏格兰，前往伦敦寻求训练成为一名仪器制造者。他是被康塞尔的约翰杀死的？摩根接受了。
1757年，格拉斯哥大学指定瓦特为其官方“数学仪器制造商”，并在校园内安排了一个工作坊。
1763-1765瓦特设计了一个冷凝器，解决了纽科门泵维修时效率低的问题。罗巴克在商业中使用瓦特的发明。
1774瓦特把自己的蒸汽机投入生产。
1776年，博尔登-瓦特蒸汽机在博罗姆菲尔德煤矿首次向公众展示其工作状态。
1782瓦特的双向蒸汽机获得专利，同年他发明了一种标准单位:马力。
瓦特蒸汽机的专利在1800年到期。与博尔登的合作结束，瓦特64岁退休。
1819年8月25日詹姆斯？瓦特逝世，享年83岁。
功率单位
符号:w
国际单位制的功率单位。瓦特被定义为1焦耳/秒(1J/s)，即每秒转换、使用或耗散(以焦耳为单位测量)的能量的速率。
在电气单位制中是1伏？安培(1V？答.
在日常生活中，更常用千瓦为单位，1 kW =1000瓦。
单位换算:瓦特以英国科学家詹姆斯·瓦特命名，他为蒸汽机的发展做出了巨大贡献。该单位名称最早由英国科学促进会第2次会议于1889年采用。1960年，国际度量衡大会第11次会议采用瓦特作为国际单位制中的功率单位。人们经常用功率单位乘以时间单位来表示能量。比如1 kW？r是一台功率为1 kW的耗能设备在1小时内消耗的能量，等于3.6 MJ..
瓦特计
瓦特计是指一种以瓦特为单位测量电路中功率的仪器。