工业革命的序幕蒸汽机

瓦特的蒸汽机是真正的国际性发明，它有力地促进了欧洲18世纪的产业革命，推动世界工业进入了“蒸汽时代”。直到20世纪初，蒸汽机仍然是世界上最重要的原动力，后来才逐渐被内燃机和汽轮机所代替。

相传，古希腊的工程师希罗早在2000年前就制作了一个靠蒸汽驱动的空心球蒸汽机。

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2世纪，古希腊人就制造过一种利用蒸汽喷射产生反作用的机器。

1698年，法国物理学家巴本创造性地设计了汽缸——活塞装置。这个装置源于高压锅上压力阀所受的重力（自身重量）是由锅内蒸汽的压力（作用在阀上）来平衡的这个现象。后来，英国工程师萨弗里发明了不带活塞的蒸汽泵。萨弗里的蒸汽泵解决了当时矿工用传统的提水机械来排水时需要动用大量的人力和畜力的现状。但是这种机器还是有许多缺陷：热损失大，效率低，靠大气压力汲水，而且很不安全。

蒸汽机的发明者——瓦特

18世纪初，英国工程师托马斯·纽可门从萨弗里的蒸汽泵得到灵感，发明了一种更加适用的大气活塞式蒸汽机。纽可门的创造在于，他在一个带活塞的汽缸里装有一个冷水喷射器，这极大地提高了冷凝速度；另一方面，纽可门蒸汽机依靠的是大气压力而不是蒸汽压力工作原理，不存在高压蒸汽的危险。

1763年，格拉斯哥大学邀请瓦特修理一台纽可门蒸汽机，这次机会使得瓦特有幸能够仔细地研究纽可门蒸汽机的结构。通过大量实验以及对旧式蒸汽机进行深入研究，瓦特终于找出了旧式机器效率低的主要原因：除了漏汽、散热等造成热量的浪费外，主要缺陷在于每一冲程都要用冷水将汽缸冷却一次，从而消耗了大量热量，使绝大部分蒸汽没有被有效利用。

蒸汽机的广泛使用是第一次工业革命的特征。

在一次散步时，瓦特想到，既然纽可门蒸汽机的热效率低是蒸汽在缸内冷凝造成的，那么为什么不能让蒸汽在缸外冷凝呢？瓦特产生了采用分离冷凝器的最初设想。1765年，瓦特设计了一款带有分离冷凝器的蒸汽机。据瓦特计算，这种新的蒸汽机的热效率将是纽可门蒸汽机的3倍。

但是，当瓦特对蒸汽机进行试用时，效果反而不如纽可门蒸汽机，甚至四处漏气，无法开动。试验的失败使瓦特债台高筑。后来，一个朋友把瓦特推荐给了富有的化工技师罗巴克。罗巴克对30来岁的瓦特设计的新装置很是赞许，当即与瓦特签订合同，赞助瓦特进行新式蒸汽机的试制。

瓦特的蒸汽机

1776年3月8日，这一天是瓦特终生难忘的日子，他首次创造的蒸汽机在煤矿开始运行了。在此之后，瓦特又对蒸汽机做了多方面的改进。到1790年，瓦特机几乎全部取代了老式的纽可门机，到19世纪30年代，蒸汽机被广泛应用到纺织、冶金、采煤、交通等部门去，很快引起了一场技术革命。美国人富尔顿发明了用瓦特蒸汽机作动力的轮船，英国人史蒂芬逊发明了用瓦特蒸汽机作动力的火车，这一切都与瓦特蒸汽机的发明密不可分。

学海拾贝

詹姆斯·瓦特生于苏格兰格拉斯哥附近，是英国著名的发明家，也是工业革命时的重要人物。后人为了纪念这位伟大的发明家，把功率的单位定为“瓦特”，常用符号“W”表示。