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蒸汽机是谁发明的

蒸汽机是谁发明的

2023-12-18 14:54:29 383浏览

对于18世纪的英国甚至世界而言,没有什么比蒸汽机的问世更具有时代意义。在谈论蒸汽机的发明时,我们常常提及18世纪末对蒸汽机改进有重大贡献的工程师——瓦特。但是人们却忽略了蒸汽机的发明人。

蒸汽机是谁发明的

希罗

希罗发明了一种叫汽转球的蒸汽机。在他这么多种发明之中,最著名的是风轮,这发明是其中一种最早利用风能的设备。一般认为他也是一位原子论者,他的一些思想乃源自克特西比乌斯的著作。

蒸汽机的发展史

蒸汽机的历史可以追溯到公元前1世纪,希腊工程师希罗就发明了蒸汽驱动的奇观装置,称为希罗引擎。这种装置不具备实际应用价值,只是起到展示蒸汽原理的作用。

1679年,蒸汽引擎的概念被英国牧师丹尼斯·帕平提出,他设计了一种能够压缩和释放蒸汽的装置,被认为是第一个真正意义上的蒸汽机。

然而,直到1712年,英国工程师托马斯·纽科门发明了具有实际应用价值的活塞式蒸汽机,蒸汽机才开始应用于污水排水和泵水等工业领域。

18世纪中期,英国工程师詹姆斯·瓦特经过大量实验,发现纽科门蒸汽机效率低的原因是由于活塞每推动一次,气缸里的蒸汽都要先冷凝,然后再加热进行下一次推动,从而使得蒸汽80%的热量都耗费在维持气缸的温度上面。瓦特改进了纽科门的蒸汽机,增加了对蒸汽压力的调节装置,提高了效率。这一改进对工业革命起到了重要的推动作用,使得纺纱、纺织等行业能够实现大规模的机械化生产。蒸汽机在工业革命时期发挥了巨大的作用。它被广泛应用于矿山、铁路、船舶和工厂等领域,推动了工业生产的大规模发展。

19世纪后期,法国工程师戴维·泽米塔和英国工程师查尔斯·帕森斯分别发明了高压蒸汽机和蒸汽涡轮,使蒸汽机的效率进一步提高。相较于原由詹姆斯·瓦特发明的单级往复式蒸汽机,涡轮蒸汽机大幅改善了热效率,更接近热力学中理想的可逆过程,并能提供更大的功率,至今它几乎完全取代了往复式蒸汽机。

20世纪初,内燃机的发明逐渐替代了大量的蒸汽机应用领域,成为主要的机械动力装置。尽管如此,但蒸汽机仍然是能源获取领域的主要装置。

在燃煤和天然气发电站,蒸汽机仍被用于推动发电机以产生电力。蒸汽通过加热水生成高压蒸汽,然后使用蒸汽轮机转动发电机产生电能。在核能发电厂,其通过核裂变或核聚变反应来产生能量,并将其转化为热能。然后使用蒸汽机来将热能转换为机械能,最终驱动发电机生成电力。

蒸汽机发明的重大意义

1、促进了交通运输业的革新。蒸汽动力的应用,根本改变了交通运输技术的面貌,直接导致了蒸汽机车、轮船的发明,带动了铁路的出现,美国人富尔顿建成的汽船开创了世界航运史上的新时代。英国人斯蒂芬逊制成的蒸汽机车,开辟了陆上运输的新纪元。19世纪40年代后英国出现了铁路建设的热潮,美、法、德、俄等国也着手兴建铁路,很快形成了全国铁路网。为社会生产和人们交往提供了更为快捷便利的条件。

2、带动了许多工业部门的发展。到19世纪40年代,欧洲国家和美国都普遍推广使用了蒸汽机。蒸汽机不但首先在纺织、采矿业中得到广泛应用,而且还被推广到冶金、印染、机械、化工等一系列工业部门,加快了工业革命的步伐,从而引发了人类历史上科学技术的第四次重大进步(有史以来的第四次产业革命)。

3、促进了近代城市的兴起。蒸汽机的广泛使用,带动了机器技术体系的成熟及各类产业组织数量的增加,产业技术及机器生产向城市聚集,吸收了大量农业人口流入城市,开始了近代意义上的城市化进程。19世纪以来,英国的城镇数量和城市人口的增加非常迅速,近代城市大量兴起,城镇化运动加速,促进了城乡的经济文化交流。19世纪中期俄国的农奴制改革、美国的西进运动和内战、德意的统一及日本的明治维新使这些国家的城市化进程加快。

4、推进了生产力的发展。蒸汽机的应用是人类认识和利用自然力的一个大突破,是真正由原始社会征服火之后而征服自然力的第二次革命。它改变了人类以人力、畜力、水力作为主要动力的历史,使各种机器有了新的强大动力,从根本上改变了生产的面貌,提高了劳动效率,极大地解放了生产力,导致了人类历史上的第一次技术革命,完成了社会生产力的第一次飞跃。使人类社会开始进入以蒸汽为动力的时代。

5、推动了生产方式的进步。蒸汽机的应用为实现由工场手工业向机器大工业的变革提供了强大杠杆。英国,法国、德国、荷兰、瑞典等国先后实现了从手工作坊到机械化大生产的变革,这是人类劳动组织形式的重大改变,在这之后才有了真正意义上的社会化大生产。工厂代替工场成为工业化生产的主要组织形式,不仅提高了生产管理的效率,而且使大批农民和手工业者成为雇佣劳动者,从而确立了生产方式,人类社会也由农业经济时代进入工业经济时代。

6、引起了社会结构的变革。蒸汽机的应用和机械工业的发展,既造就了庞大的无产者队伍,同时也养肥了资本家,使社会阶级关系发生了重大变化,日益分裂成两大对立的阶级:工业无产阶级和资产阶级。无产阶级的贫困化使市场的扩张赶不上生产的增长,这就使“生产过剩”的经济危机不可避免。

7、加快了世界一体化进程。由于轮船、火车的应用并延伸到世界各地,使世界真正认识到铁路运输和轮船航运是工农业生产和社会交往的动脉,具有巨大优越性。这就把过去分散、孤立的地区和国家联结起来,加强了世界各国各地区间的相互联系,使人类生活世界的空间距离大大缩小,使全球经济联成一体,极大地推进了世界经济的发展。

8、导致了世界格局的变化。蒸汽机的应用壮大了工业资产阶级的力量,使资产阶级有能力按照自己的意愿去征服世界。西方国家对弱小国家或民族的殖民征服。