研究蒸氣機

763年底，瓦特接受格拉斯哥大學的委託，修理一台紐科門式蒸氣機的模型，從此開啟瓦特改良蒸氣機的研究之路。

紐科門式蒸汽機最大的缺點就是：活塞轉動一次的時間太久、而且耗費太多的燃料。1765年初春的一天，瓦特靈機一動在氣筒外另作一個凝結器，把氣筒裡的蒸氣引入凝結器中加以冷卻，這樣既可以防止蒸汽的浪費，又同時解決燃料耗費和活塞轉動時間的問題。經過一次又一次的實驗，瓦特改良這個模型蒸氣機終於成功的運轉。接下來的工作就是要作一台真實的蒸氣機了。但是製作模型和真實的蒸氣機製造畢竟有一段差距。擺在眼前的問題是：當時的接縫材料有限，導致蒸汽大量地從縫隙中跑出去，機器的效能很差。第二個問題就是經費。瓦特在實驗期間，必須一試再試，於是，額外地增加許多開銷，做到最後，他的錢快要花完了。迫不得已，只
	紐科門式蒸汽機

有找布拉克教授商量。教授很慷慨地借給他一千二百英鎊，並且介紹一位曾是他的學生的實業家─羅伯克先生。羅伯克自己也經營過礦場，對於瓦特蒸氣機的研究極有興趣，便答應出資協助研究。可惜在羅伯克的工廠，因為製作技術不良，機器作出來並不理想，這時恰好英國發生了全國性的經濟不景氣，有很多家公司倒閉，羅伯克的公司也受波及，到了山窮水盡的地步，無法再援助瓦特的蒸汽機製造工作，最後只好終止彼此的合作關係。為了繼續實驗以及生活下去，瓦特只好去當運河工程的測量員。從瓦特開始研究蒸氣機到這時候，已經花了將近十年的光陰。

失敗為成功之母

瓦特真的要放棄研究蒸氣機，從此當一個測量員嗎？遭遇挫折而自怨自艾的個性，會戰勝奮鬥不懈的實驗精神嗎？

瓦特雖有悲觀的想法，但仍舊抱持著一絲希望，在空餘時陸陸續續思考如何改善蒸氣機。果然機會又再次眷顧瓦特，在伯明罕的大實業家—蒲爾頓，是個有遠見的生意人，他知道瓦特是個有智慧的科學發明者，蒸氣機必將成功。他便接手所有羅伯克工廠的儀器材料，並出資與瓦特合作，由他負責資金和行銷，瓦特負責研發，成立「蒲爾頓瓦特公司」。由於瓦特不斷的改良，加上工廠的技術更加完備，新的蒸氣機完工再度試驗時，鍋爐裡終於冒出期待已久的蒸氣，引擎運轉也極為順利，實驗至此完全成功。

新機器上市後，消息傳遍英國，訂單像雪片般飛來。蒲爾頓不愧是優秀的實業家，順勢立即決定製造一個大型蒸氣機，並在公開場合實驗，以營造瓦特蒸氣機的聲勢。1776年3月8日，各礦場業者、科學家、社會名流紛紛應邀前來參觀，特大號的蒸氣機在眾目睽睽之下，發揮了無比的威力，從此瓦特的名聲傳遍世界。接下來的幾年，瓦特繼續不斷改良他的蒸氣機，同時四處教導礦區的工人使用蒸氣機的動力抽水；蒲爾頓則頃全力將蒸氣機推向世界各地，兩人的合作可以說是具有互補式的完美組合。

瓦特生平事蹟

瓦特是西元1736年1月19日，出生於英國蘇格蘭的格利諾克鎮。他的父親是位木匠，兼營船舶製造和航海用具的生意，同時是擁有幾隻木船的合股船主，在當地算是富裕而有聲望的人。瓦特一生下來就體弱多病，經常偏頭痛、牙痛，一直到中年時期這些病痛依然折磨著他，導致瓦特在精神上經常處於恐懼和多疑的症狀，尤其在遭受挫折時，更是特別容易情緒低落、自怨自艾，失去做任何事的勇氣，因此他不善於交際，對做生意也顯得很膽小。然而，有趣的是，越到老年，瓦特的身體狀況變得越好，居然活到了83歲；而且發明蒸氣機之後，他還和別人合夥開公司做生意。有些事真是令人意想不到的。

瓦特小時候不太喜歡上學，但他卻很喜歡讀書，尤其對數學更加喜好，而且他從小就有手藝的天分，經常在父親的店裡，玩弄各種儀器，還使用父親的工具製造出不少模型。十七歲時，母親去世了，同一個時期，父親所有的船隻沉沒了，生意又不順利，家境一下子就變得很困苦，導致瓦特必須自食其力，但身體孱弱的他，又能從事什麼工作呢？出賣勞力，他無法勝任；做生意，又不合他的個性；怎麼辦呢？他考慮很久後，在心裡暗暗決定：『我最喜歡製造或修理儀器，技術也不錯，不如就來從事數學或科學實驗及研究儀器工作吧！而且我確定以後會朝這條路去走！』

於是他來到他母親的故鄉—格拉斯哥城，希望學習到這門技術。雖然在這裡，他並沒有學到什麼，但是透過親戚的介紹，他認識了許多格拉斯哥大學的教授，這些人對瓦特日後發明蒸氣機有著極大的影響。瓦特經過種種努力，終於能在倫敦的一位機械師—強生‧摩根的師傅家裡做學徒。為了使自己的技術更純熟，他每天都辛勤工作，甚至忙到深夜還沒休息。因此一般人必須花三、四年才能學好的技術，他一年就全學會了。

大學儀器製造師

學成後，瓦特打算回到格拉斯哥開一家科學器具店，但是卻受到當地機械職業工會的抗議，因為當時的職業都有同業公會的組織，限定非會員的營業，以保障會員的利益，瓦特既非會員、又不是本地人，當然是開不成業了。所幸因為他的工作態度認真，受到格拉斯哥大學的迪克教授賞識，特別委託他修理大學裡的天文學機械。於是，經過教會的特別同意，他就分配到格拉斯哥大學內的一個房間，並獲准開設自己的店鋪。

由於瓦特技藝超群、工作績效優良，引起學校的教授和學生們的注意。於是常有人會來他店裡參觀，漸漸地，瓦特的店鋪如同沙龍一樣，成為研究科學的學者專家和學生們的聚會場所，大家互相交換心得或研究討論，而瓦特也在這種研究風氣之下，懂得更多的科學知識。

在這段時期，他認識了二氧化碳的發現者，也是熱學研究的權威─約瑟夫‧布拉克教授，和研究生約翰‧魯賓遜等人，這些人後來都成為瓦特的知己，不斷提供瓦特研發蒸氣機所需的知識原理，並一直鼓勵和援助他的研究，因為有這些人的協助，才有日後蒸氣機的改良。

瓦特生平簡介

 一、生平簡介 瓦特(james watt,1736～1819年)蘇格蘭發明家。1736年1月19日生於蘇格蘭格林諾克。童年時代的瓦特曾在文法學校念過書，然而沒有受過系統教育。瓦特在父親做工的工廠裡學到許多機械製造知識，以後他到倫敦的一家鐘錶店當學徒。1763年瓦特到格拉斯大學工作，修理教學儀器。在大學裡他經懲教授討論理論和技術問題。1781年瓦特製造了從兩邊推動活塞的雙動蒸汽機。1785年，他也因蒸汽機改進的重大貢獻，被選為皇家學會會員。1819年8月25日瓦特在靠近伯明翰的希斯菲德逝世。

    二、科學成就1763年，瓦特修理格拉斯哥大學的一台紐可門泵，得以仔細研究了結構和工作原理，找到了熱量損失消耗大量燃料的癥結所在，他終於想出了加一個與汽缸分離的冷凝器，汽缸外裝上絕熱套子，使它一直保持高溫，新的蒸汽機的效率大大提高。瓦特並不滿足於已經取得的成就，1781年他又製造了從汽缸兩邊推動活塞的雙動作蒸汽機，並採用曲柄機構，使往復的直線運動轉變為旋轉運動。瓦特還設計了離心節速器，利用反饋原理控制蒸汽機的轉速。經過一系列的改革，蒸汽機迅速被各工業部門採用，為產業革命鋪平了道路。蒸汽機車加快了19世紀的運輸速度蒸汽機→蒸汽輪機→發電機，蒸汽為第二次工業革命即電力發展鋪平了道路。

 三、趣聞軼事

    1．童年時代的瓦特和茶壺的故事 一天晚上，瓦特和一個小女孩在家裡喝茶。瓦特不停地擺弄茶壺蓋，一會兒打開，一會兒蓋上，當他把茶壺嘴堵住時，蒸汽頂開了茶蓋。在旁的外祖母對瓦特的這種無聊動作極為不滿，加以訓斥。瓦特並不介意，他一心想著蒸汽的力量，從此萌發製造蒸汽機的念頭。

    2．蒸汽機與產業革命羅爾特所著《詹姆斯·瓦特》中，曾寫道瓦特蒸汽機巨大的、不知疲倦的威力使生產方法以過去所不能想像的規模走上了機械化道路。” 瓦特大事年表1819年在詹姆斯·瓦特的訃告中，對他發明的蒸汽機有這樣的讚頌它武裝了人類，使虛弱無力的雙手變得力大無窮，健全了人類的大腦以處理一切難題。它為機械動力在未來創造奇蹟打下了堅實的基礎，將有助並報償後代的勞動。” 瓦特大事年表1736年1月19日詹姆斯·瓦特誕生於蘇格蘭的格里諾克。1755年 瓦特離開蘇格蘭，到倫敦尋求儀器製造匠的培訓。他被康西爾的約翰·摩根所接納。1757年格拉斯哥大學任命瓦特為其正式數學儀器製造師”並在校園里安排了一個車間。 1763—1765年瓦特在修理紐科門泵時，設計冷凝器解決效率低的問題，羅巴克把瓦特的發明用於商業上。 1774年瓦特將自己設計的蒸汽機投入生產。 1776年博爾登—瓦特蒸汽機在波羅姆菲爾德煤礦首次向公眾展示其工作狀態。 1782年瓦特的雙向式蒸汽機取得專利，同年他發明了一種標准單位馬力。 1800年瓦特蒸汽機專利期滿。與博爾登合作結束，64歲瓦特退休。 1819年8月25日詹姆斯·瓦特逝世，享年83歲。

瓦特製造的蒸汽機

大氣蒸汽機有鍋爐和汽缸，結構比較簡單，它的熱效率很低。英國工人技師瓦特在前人研究的基礎上，對紐科門的蒸汽機進行了改進，找出了熱效率低的主要原因是汽缸在每一沖程中都要用噴水使蒸汽凝結，這時汽缸本身也被冷卻，熱量大量損耗。瓦特設計製造了精密的 ​​汽缸，發明了跟汽缸分離的冷凝器（圖2 －3 ），這樣就顯著地提高了熱效率和運行的可靠性。瓦特的蒸汽機被廣泛地應用在工廠和運輸的各個部門，瓦特本人也被後人稱為蒸汽機的發明者。瓦特1782 年發明製造的蒸汽機，是利用鍋爐發出的高壓蒸汽進入汽缸中膨脹，推動活塞往復運動對外做功，因此這種熱機又叫往復式蒸汽機。蒸汽機的發明與使用對工業發展起了巨大的推動作用，開創了蒸汽時代，歐洲的工業革命就是從這裡開始的。