蒸汽機的發明歷程

㈠ 國外蒸汽機的發明經歷了哪些階段

700年後，即公元13世紀，歐洲人將水力技術應用於風箱。公元1775年，約翰·威爾金森取得了一項水力鼓風機的專利，與公元1313年王禎的描述基本相同，只不過經過改進而增加了一個曲軸。公元1780年，詹姆斯·皮卡德對這種設備作了重大改進。1804年，英國人德里維斯克製造出世界上第一輛能在軌道上行駛的蒸汽機車。1906年，美國通甩公司製造出世界上第一台汽油機車。

㈡ 蒸汽機的發明

世界上第一台蒸汽機是由古希臘數學家亞歷山大港的希羅（HeroofAlexandria）於公元1世紀發明的汽轉球（Aeolipile），這是蒸汽機的雛形。約1679年法國物理學家丹尼斯·帕潘在觀察蒸汽逃離他的高壓鍋後製造了第一台蒸汽機的工作模型。同時代的薩繆爾·莫蘭也提出了蒸汽機的主意。1698年托馬斯·塞維利和1712年托馬斯·紐科門製造了早期的工業蒸汽機。

1695年，英國工程師塞維利製造出來幾台蒸汽泵，主要用來抽水。此後紐科門等人繼續研製蒸汽機，在1705年試制了第一台真正可用作動力的蒸汽機，這種蒸汽機被人們稱為紐科門蒸汽機。

而瓦特運用科學理論，發現了這種蒸汽機的毛病所在並加以改良，最終發明出來工業用的蒸汽機，1774年，瓦特把自己設計的蒸汽機投入生產，並在1776年波羅姆菲爾德煤礦首次向人們展示其工作狀態，也在1776年第一批新型蒸汽機製造成功並應用於實際生產。

瓦特的創造性工作使蒸汽機快速發展，並成為了可以普遍應用的蒸汽機，而且蒸汽機的熱效率成倍遞增，煤耗大大的下降，所以瓦特是蒸汽機的改良者。
在1807年富爾頓第一成功用蒸汽機來驅動輪船。

㈢ 蒸汽機的發展歷程

神奇機器——蒸汽機技術的發展

1642年英國資產階級革命之後，資產階級政權雖然經歷了一些波折，但自1688年的「光榮革命」之後，特別是十八世紀初的議會制逐漸形成之後，資產階級已經完全確立了在英國的統治地位。到18世紀初，英國工場手工業的資本主義經濟得到極大發展，工場手工業的資本主義經濟開始產生向機器大工業的資本主義經濟轉變的要求。

△蒸汽機的技術積累

在18世紀的頭50年左右的時間內，英國的工場手工業進入前所未有的勃興時期，各種最初的機械工藝迅速發展起來。但如紡紗機、織布機、縫紉機、收割機、脫粒機、割草機、抽水機、榨油機等各種工作機最初都還是使用各種自然力，特別是人力，這很自然就有兩個突出的技術問題相繼被提了出來：第一，如何進一步提高工作機本身的工作效率；第二，如何進一步提高工作機所需要的原動力。圍繞這兩個問題的解決導致了工作機的革命和動力機的革命。

在由工場手工業向機器大工業的轉化過程中，由於圈地運動的進一步發展，廣大農民失去了賴以生存的土地，他們只好流浪到城市謀生。大量自由勞動力的出現有力地促進了當時英國的工場手工業的快速發展。同時，由於紡織工業本身有投資少、見效快、利潤高等特點，因此它成為當時的工場手工業的中堅。這樣，第一次工業革命的風雲便最先在紡織工場手工業中興起。1733年，一家棉織工場的機械師愷伊發明了飛梭。凱伊曾當過鍾表匠，有熟練的機械工藝技術。他把鍾表中的一些工藝原理和工藝技巧應用到手織布機中，終於發明了飛梭這種新的織布工具。帶有飛梭的織機實際上是一種自動穿梭的織機，其工效比原來的織機提高一倍多——盡管它的原動力仍然是人力。飛梭發明並廣泛應用之後，棉紗供不應求。據當時工場紡織業十分發達的曼徹斯特統計，五六個紡工紡一天的紗，僅能供一個織工織一天。棉紗短缺，紗荒等問題制約了紡織業的更快發展。紡機的革命迫在織機的革命必然推動紡機的革命。自從飛梭發明之後，人們一直致力於新的紡機的研製，不幸的是進展一直不快。科學的恩賜只為那些有準備的頭腦而備。1764年的一天，曼徹斯特有個兼做木工的織工哈格里沃斯在一次偶然的發現中受到啟發。有一天，他的妻子的紡車突然翻倒在地，但豎起來的紗錠和輪仍在轉動。他猛然想到幾個紗錠並立在一起，不是仍可以用一個輪子來帶動嗎？經過反復研製，他終於在1765年設計並製造出一架可同時紡八個紗錠的新紡機。這跟有名的蘋果落地故事有異曲同工之妙。這樣，把紡紗的工作效率一下比原來提高了八倍。哈格里沃斯以他妻子珍妮的名字為這種新紡機命了名。珍妮紡機在紡紗業中迅速推廣開來，很快佔領了當時的紡紗市場。後來，珍妮紡機的紗錠由八個增加到十幾個，紡紗工效也隨之提高到十幾倍。這樣，當時遍及全國的紗荒，就基本上緩和下來了。最初的珍妮紡機仍是以人力為動力的。從工藝原理來看，珍妮機的紗錠可以繼續增加，可是由於作為珍妮機的原動力的人力有限，這就使珍妮機的改進受到了限制。科學技術發展的腳步永不會停息。1769年，鍾表匠阿克萊發明了一種以水力為動力的紡紗機。這是一種以水力來轉動紡輪的新的紡紗機。它是繼珍妮紡機後的又一大進步。1779年，一個童工出身的紡織工克隆普頓（1753—1827）對珍妮紡機和水力紡紗機進行了綜合分析，在綜合這兩種紡機的優點的基礎上，研製出了一種被稱為騾機的新紡紗機。騾機以水力為動力，一台騾機能帶動近二千個紗錠，這就使紡紗機的工效大大提高。紡機的革命又使織機的技術顯得相形見絀，它反過來又推動了織機的革命。1785年，一個叫卡特賴特（1743—1823年）的機械師在水力紡紗機和騾機的啟發下，發明了水力織布機。新的水力織布機的工效要比原來帶有飛梭的人力織布機的工效高四十倍。水力織機的發明，又暫時緩和了織機落後的矛盾。就像一對相互嚙合的齒輪，紡機與織機在相互作用中共同發展。

在紡織機的革命的帶動下，印刷工業、造紙工業、榨油工業以及其他工業的工作機的技術革命也相繼發展起來。人力總是有限的，而水力又必然受到地理條件的限制。可是無論什麼行業的工作機的革命，當它發展到一定程度時，都必然受到自然力這一原動力條件的限制。由工作機的革命向動力機的革命發展不可避免地發生了。

△天工巧匠瓦特和蒸汽機

如果說，第一次工業革命的火炬是由飛梭，珍妮紡機等工作機的革命點燃的話，那麼第一次工業革命的狂飆則是由瓦特對紐可門蒸汽機的革命興起的。紐可門蒸汽機自1705年發明之後，即在礦山作為一種抽水泵的動力機使用。1712年前後，英國所有煤礦的抽水泵差不多都用上了蒸汽機。此外，在一些金屬礦上也裝上了蒸汽機。到了20年代初，這種新式的引擎還遠銷歐洲大陸上的一些國家。但是，由於當時的社會生產尚未對動力機產生更大的需求，所以紐可門蒸汽機問世之後，一直僅限於在礦山作為抽水泵的引擎使用。也正因如此，在它問世後的50多年裡，仍然停留在原有的技術水平，一直未能得到什麼發展。

瓦特（1736－1819年）生於蘇格蘭西部的格里諾克小鎮的一個工人家庭。他的父親、祖父和叔父都是技術工人。由於家裡貧窮，他僅受到初等教育。然而，瓦特自幼非常勤奮，同時也極愛工藝。1754年，瓦特前往格拉斯哥的一家工場當了機械工學徒。但好學的瓦特深深地感到在格拉斯哥的工場里似乎學不到什麼真正意義上的技術。他於是決心前往倫敦，當時英法之間爆發了一場戰爭，倫敦的局勢動盪不安，瓦特只得重返格拉斯哥。1757年，瓦特來到一個機械車間當上了機修工，這個機械車間附屬於格拉斯哥大學。此後，瓦特開始刻苦地學習機械技術。當時的機械技術，主要還是一些工匠傳統和工匠經驗，但其中已含有豐富的機械原理與機械工藝知識。這些經驗和技術，為瓦特後來革新紐可門蒸汽機打下了堅實的技術基礎。

到了50年代中後期，隨著工作機革命的深入發展，動力機的革命已被提到第一次工業革命的議事日程，一些人開始著力於動力機的革命。而機修工瓦特則是其中的先驅者。在修理機器與儀表之餘，瓦特於1759年即開始進行蒸汽技術的實驗和研究。他曾利用從格拉斯哥大學的實驗室找來一個巴本的蒸汽泵進行了一些蒸汽動力實驗，這些初步的實驗研究，使他對蒸汽機的動力技術有了最初的認識。瓦特所在的機修車間，與該校的一些教師與學生的關系頗為密切。當時，英國著名化學家布萊克也在格拉斯哥大學任教。1754年，布萊克從有關燃燒的實驗與理論研究開始轉入熱化學和熱學研究。1756年，布萊克首先將熱與溫度的概念區別開來，並提出了「潛熱」與「比熱」等新的熱學理論。布萊克的這些理論成就，奠定了量熱學以及整個熱學的基礎。布萊克是一個十分重視理論科學的實驗基礎的科學家。他也常去車間參觀，並在參觀中結識了瓦特。布萊克對這個年齡比他小八歲的機修工頗為賞識，從此他便成了瓦特的老師和朋友。在與布萊克的交往中，瓦特向布萊克學到了「潛熱」和「比熱」這些最初的熱學理論知識，同時也懂得了計算溫度、熱量與壓力之間的相互關系。盡管布萊克在奠定最初的熱學基礎時所提出的「熱質說」這一有關熱的本質的理論是錯誤的，但這並不影響對熱量，溫度與壓力之間的數據分析。如果說，瓦特的工匠技術為他以後革新紐可門蒸汽機打下了技術基礎，對巴本的蒸汽泵的研究打下了最初的實驗基礎，那麼，布萊克的熱學理論則為他打下了一定的理論基礎。從瓦特最初來到格拉斯哥大學的1757年開始，到1760年為止，在四年多的時間內，瓦特已成為一個不僅具有工匠的技術實踐經驗，而且具有學者的科學理論知識的青年機械師。

在初步具一定的技術基礎、實驗基礎與理論基礎之後，瓦特產生了革新紐可門蒸汽機的強烈願望。當時，人們把紐可門蒸汽機稱為「火機」，雖然它在礦山已普遍使用，但在大學還不易見到。要革新紐可門蒸汽機，首先必須研究紐可門蒸汽機。幸運的是，1761年，在瓦特的要求下，同時也在布萊克的支持下，格拉斯哥大學從倫敦借來了一台需要修理的紐可門蒸汽機供瓦特研究使用。瓦特正式開始了革新紐可門蒸汽機的研究工作。自從那台紐可門蒸汽機從倫敦運到格拉斯哥大學之後，瓦特立即對它的機械結構與工作原理進行了細致的研究。他發現它有兩大明顯的缺點：一是它的耗煤量大，熱效率低；二是它所傳送出來的動力只能作往返運動。正是這兩大缺點阻礙了它的進一步推廣使用。可是，要找到紐可門蒸汽機的熱效率低的原因在哪裡卻不是一件容易的事。他發現，當蒸汽進入汽缸後，溫度即上升到100℃，可是為了得到真空，必須馬上在汽缸內將蒸汽用冷水噴注冷凝。當冷水噴入汽缸後，汽缸內的溫度即下降到20℃。這樣一開一降，活塞才能完成一個沖程的往返動作。而這樣一個沖程中，熱量遭到兩次浪費。當蒸汽進入汽缸時，它必須花費足夠的熱量使汽缸本身的溫度由20℃上升到100℃；當冷水進入汽缸時，冷凝水又帶走了大量的熱量。這樣一熱一冷，熱量浪費極大。瓦特運用布萊克的熱學理論，對那台紐可門蒸汽機的作功過程進行了測量和分析，確認這正是紐可門蒸汽機熱效率低的主要原因。這時，借來的紐可門蒸汽機歸還期到了，機器被運走後，瓦特沒有樣機繼續進行實驗，只得進行一些理論的探索。在理論研究中，瓦特再次鑽研了布萊克的熱學理論，通過對紐可門蒸汽機熱效率的進一步理論分析，使瓦特進一步看清了紐可門蒸汽機的汽缸內冷這一最主要的缺點。

發現問題是一回事，可是要解決它，還要有待於許多艱苦而繁瑣的探索工作的完成。此後又經過兩年多的努力，到了1765年春天，有一次出外散步時，瓦特靈感猝發，想到既然紐可門蒸汽機的熱效率低是由於蒸汽在汽缸內冷凝造成的，反過來，為什麼不能讓作功後的蒸汽在汽缸外冷凝呢？這樣，瓦特便產生了採用分離冷凝器的最初設想——絕對巧妙的一個想法。在產生採用分離冷凝器的最初設想之後，瓦特立即付諸實踐，在同年設計了世界上第一台帶有分離冷凝器的蒸汽機。按照設計，冷凝器與汽缸之間用一個調節閥門相連，通過閥門控制，使它們既能連通，又能分開。這樣，既可把作功後的蒸汽引入汽缸外的冷凝器，又可以使汽缸內產生同樣的真空，但卻避免了汽缸在一熱一冷過程中的熱量消耗。瓦特認為不出意外的話，這種新的蒸汽機的熱效率將是紐可門蒸汽機的熱效率的三倍！從理論上看，瓦特的這種帶有分離冷凝器的蒸汽機顯然優於紐可門的蒸汽機。

設想終究是設想，要把理論上的東西成為實際上的東西，要把想像的蒸汽機變成真實的蒸汽機，不知要遇上多少困難。而瓦特知難而上，開始了研製新式的蒸汽機和工作。資金、設備、材料、技工這些是開展工作所必需的，可是，瓦特本人只有35磅的年薪，除去用來買麵包的那部分以外，所剩無幾。就在這時好友布萊克向瓦特伸出了友愛之手，他把瓦特介紹給自己的一個朋友：化工技師羅巴克。羅巴克是一個富有的企業家。1760年，羅巴克又在蘇格蘭的卡隆開辦了第一座規模較大的煉鐵廠。羅巴克當時已近50歲，他以對科學技術發明的熱情與瓦特進行合作。他對當時只有30來歲的瓦特的雄心壯志深表贊賞。羅巴克與瓦特一拍即合，瓦特終於又能開展他的研究工作了。從1766年開始，在三年多的時間內，瓦特解決了材料和工藝等方面的種種困難，終於在1769年生產了第一台樣機。同年，瓦特以發明分離冷凝器，獲得他在革新紐可門蒸汽機的過程中的第一個專利。瓦特的第一個設想終於實現了。第一台帶有分離冷凝器的蒸汽機雖然試驗成功了，但是同紐可門蒸汽機相比，除了熱效率有顯著提高之外，在作為動力機而帶動其他工作機的性能方面，仍未能取得實質性的進展。這就是說，瓦特的這種蒸汽機，還是無法作為真正的動力機。這一切預示著改良蒸汽機是一條漫長而艱苦的道路。由於瓦特的這種蒸汽機仍不夠理想，所以在試製成功之後，銷路並不好。由於研究工作的巨大耗費，此時羅巴克本人已瀕於破產，無力對瓦特繼續進行經濟上的資助。瓦特在這一段時間內頗有失望之感甚至感到絕望。

中國有句古語：「天將降大任於斯人也，必先苦其心智，勞其筋骨。」瓦特並沒有在失望中沉淪下去。他欣喜地看到，紐可門蒸汽機的熱效率低這一大缺點已為他所克服。現在的主要問題是，如何克服紐可門蒸汽機只能作往返運動這一缺點，把蒸汽機變成能帶動各種工作機的原動機。羅巴克對科學的熱心並沒有變，他又將瓦特介紹給自己的朋友，工程師兼企業家博爾頓，以便使瓦特的研製工作能夠繼續進行下去。博爾頓當時40多歲，是位能乾的工程師和企業家。他對瓦特的創新精神表示贊賞，並表示願意把羅巴克的那份股份買進來，以資助瓦特繼續進行新式蒸汽機的研製工作。博爾頓是伯明翰地區著名的科學社團「圓月學社」的主要成員之一。參加這個學社的，大都是該地的一些科學家、工程師、學者以及其他一些科學愛好者。例如，創立生物進化論的達爾文的祖父——醫生兼博物學家伊·達爾文（1731—1802）；英國陶器事業的奠基人、高溫計的發明者，後來成為皇家學會會員的韋奮伍德，氣體照明的發明家默多克（1754－1839），化學家普列斯特等人，都曾是這個學社的主要成員。

經過博爾頓的介紹，瓦特也加入了圓月學社。以後的事實證明，這使他受益匪淺，在圓月學社活動期間，瓦特和化學家普列斯特等人的交往，使他對當時人們關注的氣體化學和熱化學有了更多的了解，並進行了一些初步的實驗研究。更重要的是，圓月學社的活動使瓦特進一步增長了科學見識，活躍了科學思想。瓦特自與博爾頓合作之後，博爾頓即在資金、設備、材料和人力各方面給予大力資助。從1775年開始，瓦特即致力於生產這種帶分離冷凝器的蒸汽機。到了1776年，瓦特終於組裝出了兩台。但是，由於這種蒸汽機比他在1769年試制的那種蒸汽機的樣機並沒什麼顯著的改進，所以也沒有引起社會的關注。

瓦特在1776年組裝出的兩台蒸汽機雖然仍不成功，但耗資卻不少。瓦特因此債台高築，博爾頓也因此瀕於破產。這時，瓦特的一個朋友為他在俄國找到了一個年俸為1000英鎊的職務，勸他到俄國去工作，以擺脫當時的經濟困境，但是，瓦特所想到的仍然是他的蒸汽機。博爾頓雖然因資助瓦特而近於破產，但他仍然給瓦特以慷慨的資助。由於瓦特本人具有百折不撓的毅力，同時也由於博爾頓具有捨身相助的精神，終於使瓦特的新式蒸汽機的研製工作得以繼續進行下去。自1769年試制出那台帶有分離冷凝器的樣機之後，瓦特即已看到，熱效率低已不再是他的蒸汽機的最主要的弊病，而活塞仍只能作往返的直線運動才是它的根本局限。在1776年組裝那兩台帶有分離冷凝器的蒸汽機時，瓦特已感到解決這一問題的緊迫性。1781年，在參加圓月學社的活動中，瓦特聽到會員們談到天文學赫舍爾在當年發現的天王星以及由此引出的行星繞日的圓周運動的消息，也許是這個消息啟發了他，也許是鍾表中的齒輪的圓周運動啟發了他。他想，如果能把活塞的往返直線運動轉變成旋轉的圓周運動，那不就可以使動力源源不斷地傳給任何工作機嗎？同年，他研製出了一套被稱為「太陽和行星」的齒輪聯動裝置，憑藉這套裝置他終於把活塞的往返直線運動轉變為輪軸的旋轉運動。由於有了這種齒輪聯動裝置，旋轉的輪軸可通過齒輪或鏈條帶動任何工作機。為了使輪軸的旋轉增加慣性，從而使圓周運動更加均勻，瓦特還在輪軸上加裝了一個大飛輪。由於對傳動機的這一重大革新，瓦特的這種蒸汽機才真正成為能帶動一切工作機的動力機，才真正成為開動一切工作機的萬能機。這一成果大大增加了蒸汽機的實用性。1781年底，瓦特以發明帶有齒輪和拉桿的機械聯動裝置獲得了第二個專利，從而實現了他在革新紐可門蒸汽機過程中的第二次飛躍。

瓦特在1781年試製成功的帶有齒輪聯動裝置的蒸汽機由於加上了輪軸和飛輪，使得蒸汽機在把活塞的往返直線運動轉變為輪軸的旋轉運動時，要多消耗不少無謂的能量。這樣，使得蒸汽機的效率仍大打折扣，動力也因此而受到限制。為了進一步提高蒸汽機的效率，增大蒸汽機的動力，瓦特在發明齒輪聯動裝置之後，對汽缸本身進行了分析和研究。他發現，他雖然把紐可門蒸汽機的內部冷凝變成了外部冷凝，使蒸汽機的熱效率有了顯著的提高，但他的蒸汽機中的蒸汽在推動活塞的沖程工藝上，與紐可門蒸汽機中的沖程工藝並沒有什麼兩樣。他的蒸汽機與紐可門蒸汽機一樣，仍然是讓蒸汽從一端進入，從另一端排出。這仍然是一種蒸汽的單向運動。他想，如果讓蒸汽能夠輪流從活塞兩端進入和排出，就可讓蒸汽推動活塞向上運動，也可讓蒸汽推動活塞向下運動嗎。這樣，活塞在一上一下的一個沖程中，就可獲得相等於原來兩倍的動力。那麼，它的效率和動力也將增加到原來的兩倍。1782年，瓦特根據他的雙向進入和排出蒸汽的設計，試制出了一種帶有雙向裝置的新汽缸，把原來的單向汽缸組裝成雙向汽缸，並首次把引入汽缸的蒸汽由低壓蒸汽改為高壓蒸汽，從而又實現了他在革新紐可門蒸汽機過程中的第三次躍進。

帶有飛輪和齒輪聯動的雙向高壓蒸汽機發明之後，紐可門蒸汽機才完全演變為瓦特蒸汽機。1782年，瓦特以發明雙向裝置和引入高壓蒸汽而取得他在革新紐可門蒸汽機過程中的第三個專利。自此之後，瓦特蒸汽機才真正成為一台工作機的原動機。

在研製蒸汽機的道路上，瓦特就像一匹不知疲倦的奔馬，在蒸汽機領域不停地耕作著。如果從他最初接觸紐可門蒸汽機的1761年算起，他經歷了21年的漫長歲月。在21餘年的時間內，瓦特雖然多次受挫，屢遭失敗，但仍以對科學的執著和百折不撓的精神和毅力，通過對紐可門蒸汽機的三次大革新，終於實現了對紐可門蒸汽機的徹底革命。把那種最初僅僅能用於礦井抽水的蒸汽機，變成了即將翻轉整個世界的「蒸汽機」，使人類社會由手工勞動時代進入了蒸汽機時代。1784年，瓦特又以帶有飛輪、齒輪聯動裝置和雙向汽缸裝置的高壓蒸汽機綜合組裝，取得了他在革新紐可門蒸汽機過程中的第四個專利。在第四個專利說明書中，瓦特詳盡地說明了他的新式蒸汽機的種種性能和種種優點。特別是盡力避免把他的蒸汽機說成是一種特殊的工作機，而力求說明他的新式蒸汽機是一種萬能的動力機，以使人們增加對新式蒸汽機的性能的認識和了解。

㈣ 關於蒸汽機的發明歷程。

世界上第一台蒸汽機是由古希臘數學家亞歷山大港的希羅（Hero of Alexandria）於1世紀發明的汽轉球（Aeolipile），這是蒸汽機的雛形。[1]
約1679年法國物理學家丹尼斯·巴本在觀察蒸汽逃離他的高壓鍋後製造了第一台蒸汽機的工作模型。同時代的薩繆爾·莫蘭也提出了蒸汽機的主意。

㈤ 蒸汽機是誰發明的

蘇格蘭發明家詹姆斯·瓦特常被稱為蒸汽機發明家，是工業革命的關鍵人物。但實際版上，瓦特並不是權第一個發明蒸汽機的人。

1698年，英國人湯姆斯·薩威利獲得用蒸汽機抽水的專利權。1712年英國人湯姆斯·紐科門獲得稍加改進蒸汽機的專利權。直到1769年瓦特進一步改進後，蒸汽機才得到廣泛應用。

㈥ 蒸汽機的發明史是什麼樣的

早在公元前120年，希臘人希隆曾製作了一個被稱為「小汽輪」的裝置，它是一個裝有兩個彎管噴嘴的空心銅球，噴管與球的軸成直角，各彎向相反的方向。蒸氣通過金屬導管從汽化皿傳到球中，再由噴嘴噴出時，球體便繞軸轉動，這是以蒸氣為動力的汽輪機的雛形。

又經過了1800多年，到17世紀50年代，在托里拆利、帕斯卡等物理學家的共同努力下，首次獲得了真空，並實現了對大氣壓強的測量。17世紀末，英國完成了資產階級民主革命，工業有了前所未有的發展，對於燃料的需求量劇增，煤礦開採的規模越來越大，但面臨的尖銳問題就是怎樣解決礦井的積水問題。很多工程師都在潛心研製可用於生產的非人力抽水機。到1698年英國工程師薩維利在抽氣機的原理基礎上製造了第一台用蒸氣作為動力的抽水機。薩維利於1698年取得了發明專利，也生產出一些機器用於礦井抽水，但由於機器結構不合理，故工人操作不便，勞動強度很大，能量損耗很多，抽水效率極低。

在薩維利機用於礦井的同時，法國物理學家巴本也設計出一種利用蒸氣的動力機，在汽缸里加上了可移動的活塞，活塞的出現，拓寬了蒸汽機的應用范圍。到了18世紀，英國人紐可門綜合了薩維利機和巴本機的優點，於1705年~1706年製成了紐可門蒸汽機。紐可門機較之薩維利機可更為方便地用於礦井抽水。他採用了杠桿、鏈條等裝置，利用杠桿的搖臂使吸筒抽水做功。雖然紐可門後來作了許多改進，但基本原理仍和薩維利機一樣，使用噴水的辦法來冷卻汽缸，以達到冷凝蒸氣的目的，因此，紐可門機的熱效率依然很低。即使如此，由於工人操作紐可門機的勞動強度較之薩維利機減少了，因此在當時紐可門機已廣泛應用於礦井抽水和農田灌溉等方面。

㈦ 蒸汽機是如何發明的

手工業向機器工業變革的強大杠桿

——1765年蒸汽機的發明蒸汽機的發明，第一次大規模的把熱能轉變為機械能，不僅直接推動了科學基礎理論的深入和紡織、采礦和冶金等技術科學的發展，更推動了工業革命以更加迅猛的聲勢向前發展，並深刻地改變了當時的階級關系和社會面貌。

（1）蒸汽機的發明史

早在公元前120年，希臘人希隆曾製作了一個被稱為「小汽輪」的裝置，它是一個裝有兩個彎管噴嘴的空心銅球，噴管與球的軸成直角，各彎向相反的方向。蒸氣通過金屬導管從汽化皿傳到球中，再由噴嘴噴出時，球體便繞軸轉動，這是以蒸氣為動力的汽輪機的雛形。

又經過了1800多年，到17世紀50年代，在托里拆利、帕斯卡等物理學家的共同努力下，首次獲得了真空，並實現了對大氣壓強的測量。17世紀末，英國完成了資產階級民主革命，工業有了前所未有的發展，對於燃料的需求量劇增，煤礦開採的規模越來越大，但面臨的尖銳問題就是如何解決礦井的積水問題。很多工程師都在潛心研製可用於生產的非人力抽水機。到1698年英國工程師薩維利在抽氣機的原理基礎上製造了第一台用蒸氣作為動力的抽水機。薩維利於1698年取得了發明專利，也生產出一些機器用於礦井抽水，但由於機器結構不合理，故工人操作不便，勞動強度很大，能量損耗很多，抽水效率極低。

在薩維利機用於礦井的同時，法國物理學家巴本也設計出一種利用蒸氣的動力機，在汽缸里加上了可移動的活塞，活塞的出現，拓寬了蒸汽機的應用范圍。到了18世紀，英國人紐可門綜合了薩維利機和巴本機的優點，於1705年~1706年製成了紐可門蒸汽機。紐可門機較之薩維利機可更為方便地用於礦井抽水。他採用了杠桿、鏈條等裝置，利用杠桿的搖臂使吸筒抽水做功。雖然紐可門後來作了許多改進，但基本原理仍和薩維利機一樣，使用噴水的辦法來冷卻汽缸，以達到冷凝蒸氣的目的，因此，紐可門機的熱效率依然很低。即使如此，由於工人操作紐可門機的勞動強度較之薩維利機減少了，因此在當時紐可門機已廣泛應用於礦井抽水和農田灌溉等方面。

㈧ 蒸汽機的發明過程

1764年，學校請瓦特修理一台紐可門式蒸汽機，在修理的過程中，瓦特熟悉了蒸汽機的構造和原理，並且發現了這種蒸汽機的兩大缺點：活塞動作不連續而且慢；蒸汽利用率低，浪費原料。以後，瓦特開始思考改進的辦法。直到1765年的春天，在一次散步時，瓦特想到，既然紐可門蒸汽機的熱效率低是蒸汽在缸內冷凝造成的，那麼為什麼不能讓蒸汽在缸外冷凝呢？瓦特產生了採用分離冷凝器的最初設想。
在產生這種設想以後，瓦特在同年設計了一種帶有分離冷凝器的蒸汽機。按照設計，冷凝器與汽缸之間有一個調節閥門相連，使他們既能連通又能分開。這樣，既能把做工後的蒸汽引入汽缸外的冷凝器，又可以使汽缸內產生同樣的真空，避免了汽缸在一冷一熱過程中熱量的消耗，據瓦特理論計算，這種新的蒸汽機的熱效率將是紐可門蒸汽機的三倍。
從理論上說，瓦特的這種帶有分離器冷凝器的蒸汽機顯然優於紐可門蒸汽機，但是，要把理論上的東西變為實際上的東西，把圖紙上的蒸汽機變為實在的蒸汽機，還要走很長的路。瓦特辛辛苦苦造出了幾台蒸汽機，但效果反而不如紐可門蒸汽機，甚至四處漏氣，無法開動。盡管耗資巨大的試驗使他債台高築，但他沒有在困難面前怯步，繼續進行試驗。當布萊克知道瓦特的奮斗目標和困難處境時，他把瓦特介紹給了自己一個十分富有的朋友--化工技師羅巴克。當時羅巴克是一個十分富有的企業家，他在蘇格蘭的卡隆開辦了第一座規模較大的煉鐵廠。雖然當時羅巴克已近50歲，但對科學技術的新發明仍然傾注著極大的熱情。他對當時只有三十來歲的瓦特的新裝置很是贊許，當即與瓦特簽訂合同，贊助瓦特進行新式蒸汽機的試制。
從1766年開始，在三年多的時間里，瓦特克服了在材料和工藝等各方面的困難，終於在1769年制出了第一台樣機。同年，瓦特因發明冷凝器而獲得他在革新紐可門蒸汽機的過程中的第一項專利。第一台帶有冷凝器的蒸汽機雖然試製成功了，但它同紐可門蒸汽機相比，除了熱效率有顯著提高外，在作為動力機來帶動其他工作機的性能方面仍未取得實質性進展。就是說，瓦特的這種蒸汽機還是無法作為真正的動力機。

㈨ 蒸汽機是怎樣發明的

在 17 世紀末 18 世紀初，隨著礦產品需求量的增大，礦井越挖越深，許 多礦井都遇到了嚴重的積水問題。為了解決礦井的排水問題，當時一般靠馬 力轉動轆轤來排除積水，但一個煤礦需要養幾百匹馬，這就使排水費用很高 而使煤礦開采失去意義。

發明家們對排水問題思考著解決的辦法。英國的塞維里最早發明了蒸汽泵排水。 塞維里是一位對力學和數學很感興趣的軍事機械工程師，又當過船長，
具有豐富的機械技術知識。1698 年，他發明了把動力裝置和排水裝置結合在 一起的蒸汽泵。塞維里稱之為「蒸汽機」。
塞維里蒸汽泵的工作原理，是利用密閉容器內蒸汽凝結形成的真空，用 大氣壓力把低水位的水，通過吸人管壓人容器，然後再用蒸汽將容器中的水 壓向高處排出。
這是一種沒有活塞的蒸汽機，雖然燃料消耗很大，也不太經濟，但它是 人類歷史上第一台實際應用的蒸汽機。這樣，蒸汽動力技術基本完成了從實 驗科學到應用技術的轉變。

1705 年，英國的紐可門設計製成了一種更為實用的蒸汽機。 紐可門生於英國達特馬斯的一個工匠家庭，年青時在一家工廠當鐵工。從 1680 年，工匠考利合夥做采礦工具的生意，由於經常出人礦山，非 常熟悉礦井的排水難題，同時發現塞維里蒸汽泵在技術上還很不完善，便決 心對蒸汽機進行革新。
為了研製更好的蒸汽機，紐可門曾向塞維里本人請教，並專程前往倫敦， 拜訪著名物理學家胡克，獲得廠一些必要的科學實驗和科學理論知識。
紐可門認為，塞維里蒸汽泵有兩大缺點，一是熱效率低，原因是由於蒸
汽冷凝是通過向汽缸內注人冷水實現的，從而消耗了大量的熱；二是不能稱 為動力機，基本上還是一個水泵，原因在於汽缸里沒有活塞，無法將火力轉 變為機械力，從而不可能成為帶動其他工作機的動力機。
對此，紐可門進行了改進。
針對熱效率問題，紐可門沒有把水直接在汽缸中加熱汽化，而是把汽缸 和鍋爐分開，使蒸汽在鍋爐中生成後，由管道送人汽缸。這樣，一方面由於 鍋爐的容積大於汽缸容積，可以輸送更多的蒸汽，提高功率；另一方面由於 鍋爐和汽缸分開，發動機部分的製造就比較容易。
針對火力的轉換，紐可門吸收了巴本蒸汽泵的優點，引人了活塞裝置，
使蒸汽壓力、大氣壓力和真空在相互作用下推動活塞作往復式的機械運動。 這種機械運動傳遞出去，蒸汽泵就能成為蒸汽機。
紐可門通過不斷地探索，綜合了前人的技術成就，吸收了塞維里蒸汽泵
快速冷凝的優點，吸收了巴本蒸汽泵中活塞裝置的長處，設計製成了氣壓式 蒸汽機。
紐可門蒸汽機，實現了用蒸汽推動活塞做一上一下的直線運動，每分鍾
往返 16 次，每往返一次可將 45.5 升水提高到 46.6 米。該機即被用於礦井的 排水。