物理学史课件

1、,瓦特与蒸汽机,瓦特简介,詹姆斯瓦特（JamesWatt，1736年1月19日-1819年8月19日）是英国著名的 发明家，是工业革命时的重要人物。英国皇家学会会员和法兰西科学院外籍院 士。他对当时已出现的蒸汽机原始雏形作了一系列的重大改进，发明了单缸单 动式和单缸双动式蒸汽机，提高了蒸汽机的热效率和运行可靠性，对当时社会 生产力的发展作出了杰出贡献。他改良了蒸汽机、发明了气压表、汽动锤。后 人为了纪念他，将功率的单位称为瓦特，常用符号“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年1月19日生于英国格拉斯哥。童年时代的瓦特曾在文法学校念过书，然而

2、没有受 过系统教育。瓦特在父亲做工的工厂里学到许多机械制造知识，以后他到伦敦 的一家钟表店当学徒。1763年瓦特到格拉斯大学工作，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年瓦特制造了从两边推动活塞的双 动蒸汽机。1785年，他也因蒸汽机改进的重大贡献，被选为皇家学会会员。 1819年8月25日瓦特在靠近伯明翰的希斯菲德逝世。 在瓦特的讣告中，对 他发明的蒸汽机有这样的赞颂：“它武装了人类，使虚弱无力的双手变得力大 无穷，健全了人类的大脑以处理一切难题。它为机械动力在未来创造奇迹打下 了坚实的基础，将有助并报偿后代的劳动。”,履历年表,1736年1月19日詹姆斯瓦特诞生于

3、苏格兰的格里诺克。 1755年瓦特离开苏格兰，到伦敦寻求仪器制造匠的培训。他被康西尔的约翰摩根所接纳。 1757年格拉斯哥大学任命瓦特为其正式：“数学仪器制造师”并在校园里安排了一个车间。 1763-1765年瓦特在修理纽科门泵时，设计冷凝器解决效率低的问题，罗巴克把瓦特的发明用于商业上。 1774年瓦特将自己设计的蒸汽机投入生产。 伦敦科学博物馆内的詹姆斯瓦特的工作室 1776年博尔登-瓦特蒸汽机在波罗姆菲尔德煤矿首次向公众展示其工作状态。,1782年瓦特的双向式蒸汽机取得专利，同年他发明了一种标准单位：马力。 1800年瓦特蒸汽机专利期满。与博尔登合作结束，64岁瓦特退休。 1819年8月

4、25日詹姆斯瓦特逝世，享年83岁。,关于瓦特发明蒸汽机的小故事：,世纪中叶，英国格拉斯葛大学，有位名叫里德斯德的教授，一天晚上，他把瓦特约到自己的办公室，对瓦特说：“我知道你是个很聪明的机器修理工，我想请你帮我一个忙。”,：“我能帮你什么忙呢？” 里德斯德教授说：“我的一套机器图纸被人偷去了。但是要按照图纸把这台机器造出来是非常困难的，偷图纸的人一定会来找你帮忙加工的。如果那人来找你，请你务必告诉我。” 就在这时，教授的一个青年助手，拎着一把水壶进来，给他俩每人沏了一杯咖啡。那位助手把水壶放在火炉上，关上门就出去了。教授起身走到门边，把门反锁了起来。 教授和瓦特边喝咖啡边谈着教授的图纸。渐渐地

5、，瓦特觉得头昏脑胀，他估计是咖啡有问题，只觉得浑身无力，一会儿就昏昏沉沉地睡着了。 当瓦特醒来时，已经是第二天了。他睁眼一看，里斯德教授已经死了，在教授的颈上有一枚五厘米长带有软木塞的针。瓦特支撑着爬起来去开门，却发现门是反锁着的，钥匙在教授的身上。瓦特回忆起昨晚的事，怀疑是那个助手干的。但那个助手出去了就再没有进来，教授颈上的针又是谁扎的呢？事实的真相只有一个,他盯着教授颈上的毒针和那软木塞仔细看了好一会，终于弄明白了：水蒸气在膨胀时，它的压力比水要大近千倍。那个助手把水壶放在火炉上时，就把插有毒针的软木塞堵在壶嘴上了，并且将壶嘴对准了教授的颈部。水烧开的时候，因壶嘴被软木塞子堵着，蒸汽的压

6、力就不断增加，最后蒸汽的压力达到一定程度，软木塞带着毒针喷射出去，射向了教授。 警察来了以后，瓦特谈了自己的想法。经过警察的侦破，凶手就是教授的助手。 后来，瓦特从水蒸气得到启发发明了蒸汽机。,蒸汽机的类型和构造,（1）蒸汽机分类: 按蒸汽在活塞一侧或两侧工作，蒸汽机可分为单作用和双作用式两种； 按汽缸布置方式，可分为立式和卧式；按蒸汽是在一个汽缸中膨胀或依次连续在多个汽缸中膨胀，可分为单胀式和多胀式；按蒸汽在汽缸中的流向，可分为回流式和单流式； 按排汽方式和排汽压力可分为凝汽式、大气式和背压式。 （2）蒸汽机的构造：蒸汽机主要由汽缸、底座、活塞、曲柄连杆机构、滑阀配汽机构、调速机构和飞轮等部

7、分组成。汽缸和底座是静止部分。 在蒸汽锅炉中，通过燃烧过程水沸腾为蒸汽。通过管道蒸汽被送到汽缸。阀门控制蒸汽到达汽缸的时间，经主汽阀和节流阀进入滑阀室，受滑阀控制交替地进入汽缸的左侧或右侧推动活塞运动。,蒸汽在汽缸内推动活塞做功，冷却的蒸汽通过管道被引入冷凝器重新凝结为水。这个过程在蒸汽机运动时不断重复。 一般的蒸汽机有三个汽缸组成一个组。蒸汽机直接将活塞的上下运动转化为船轴的旋转运动。现在新造的蒸汽机中还包含了一个小的涡轮机，从汽缸中出来的蒸汽还可以利用它的余热在推动这个涡轮机来提高整个驱动装置的效率。这个涡轮机也与船的螺旋浆轴相连。,与蒸汽机有关的发明,自18世纪晚期起，蒸汽机不仅在采矿业

8、中得到广泛应用，在冶炼、纺织、机器制造等行业中也都获得迅速推广。所以与蒸汽机有关的发明很多下面主要介绍其中3个： （1）蒸汽轮船 （2）蒸汽火车 （3）蒸汽电站,在船舶上采用蒸汽机作为推进动力的实验始于1776年,经过不断改进，至1807年，美国的富尔顿制成了第一艘实用的明轮推进的蒸汽机船“克莱蒙特”号。,火车：1801年，英国的特里维西克提出了可移动的蒸汽机的概念，1803年，这种利用轨道的可移动蒸汽机首先在煤矿区出现，这就是机车的雏型。英国的斯蒂芬森将机车不断改进，于1829年创造了“火箭”号蒸汽机车，该机车拖带一节载有30位乘客的车厢，时速达46公里/时，引起了各国的重视，开创了铁路时代。,蒸汽电站：19世纪末，随着电力应用的兴起，蒸汽机曾一度作为电站中的主要动力机械。1900年，美国纽约曾有单机功率达五兆瓦的蒸汽机电站,蒸汽机对世界影响,（1）促进了交通运输业的革新。 （2）带动了许多工业部门的发展。 （3）促进了近代城市的兴起。 （4）推