世界科技史上，有這樣一位科學(xué)家、發(fā)明家，他沒有接受過正規(guī)的教育，只是以學(xué)徒出身，但是他憑借自己的聰明才智完成了人類社會(huì)急需的一項(xiàng)偉大發(fā)明，為人類歷史發(fā)展做出了極大的貢獻(xiàn)。這個(gè)人就是發(fā)明蒸汽機(jī)的瓦特。下面知秀網(wǎng)小編就為大家?guī)碓敿?xì)的介紹，一起來看看吧!

詹姆斯·瓦特，從小受到機(jī)械工匠父親的影響，對(duì)制造小工藝充滿濃厚的興趣。關(guān)于瓦特有一個(gè)有趣的故事：有一天，家里的一壺水開了，壺蓋被水蒸汽吹得一直在跳。這對(duì)于常人來講是司空見慣的事情，但小瓦特對(duì)它卻充滿好奇，他一直在琢磨壺蓋一直跳動(dòng)的原因。

由此可見，瓦特從小就善于獨(dú)立思考，這種習(xí)慣使他受益終身。瓦特由于體弱多病，不得不做出退學(xué)的決定，但是這并沒有影響他對(duì)知識(shí)的癡迷追求。他一直堅(jiān)持自學(xué)，完成了幾何學(xué)的課程。后來瓦特當(dāng)過修理廠的徒工，他憑借自己的好學(xué)很快就掌握了技術(shù)，但是由于高強(qiáng)度的勞動(dòng)使得他的身體每況愈下，最后他被迫回家休養(yǎng)。

當(dāng)身體條件有所好轉(zhuǎn)后，瓦特準(zhǔn)備學(xué)習(xí)制造儀器，但是由于他不夠條件未獲允許。不過塞翁失馬，焉知非福，格拉斯哥大學(xué)教授臺(tái)克非常欣賞瓦特的才能，把他介紹到格拉斯哥大學(xué)當(dāng)了修理教學(xué)儀器的工人。這段經(jīng)歷對(duì)于瓦特的一生是非常關(guān)鍵的。在這段時(shí)間里，他認(rèn)識(shí)了化學(xué)家約瑟夫·布萊克和約翰·魯賓遜等，由于好學(xué)，瓦特學(xué)到了很多科學(xué)理論知識(shí)。

一次，瓦特在修理一臺(tái)紐可門蒸汽機(jī)的過程中，發(fā)現(xiàn)了舊式機(jī)器效率低的主要原因：原來每次沖程冷水冷卻汽缸的過程會(huì)造成熱量的消耗，絕大部分蒸汽被白白浪費(fèi)。因此，瓦特認(rèn)為，如果在汽缸外加上絕熱外套讓蒸汽保持所必須具有的溫度，或者讓作功后的蒸汽盡快冷卻，這樣就可以提高熱機(jī)的效率。

后來，瓦特意識(shí)到蒸汽在缸內(nèi)冷凝最終導(dǎo)致了蒸汽機(jī)熱效率低，那如果將蒸汽在缸外冷凝不就解決難題了嗎?于是瓦特分離冷凝器的最初設(shè)想產(chǎn)生了。瓦特設(shè)計(jì)蒸汽機(jī)的道路充滿坎坷，根據(jù)分離冷凝器的設(shè)想，瓦特設(shè)計(jì)了一種帶有分離冷凝器的蒸汽機(jī)，然而其效果卻并不如人意。其效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒能達(dá)到瓦特的預(yù)想，而這次失敗已經(jīng)讓瓦特身陷困境，債臺(tái)高筑。

不過此時(shí)瓦特認(rèn)識(shí)了化工技師羅巴克，羅巴克表示支持瓦特的實(shí)驗(yàn)。此后的三年，瓦特戰(zhàn)勝重重困難，最終于1769年制造出了第一臺(tái)樣機(jī)，同時(shí)，瓦特還發(fā)明了冷凝器，使他獲得了在革新紐可門蒸汽機(jī)過程中自己的第一項(xiàng)專利。沒想到由于這種蒸汽機(jī)的銷售不佳，羅巴克竟瀕于破產(chǎn)。所幸這時(shí)工程師兼企業(yè)家博爾頓又開始與瓦特合作。但是，此后研發(fā)生產(chǎn)的蒸汽機(jī)不但改進(jìn)不大，而且耗費(fèi)了巨資。博爾頓也不堪忍受如此大的壓力，到了瀕臨破產(chǎn)的地步。

此時(shí)，瓦特意識(shí)到自己所面臨的難題已經(jīng)不再是熱效率低，而是活塞往返運(yùn)動(dòng)只能呈直線狀態(tài)。隨后，瓦特受到行星繞日?qǐng)A周運(yùn)動(dòng)的啟發(fā)，他將活塞往返的直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)樾D(zhuǎn)的圓周運(yùn)動(dòng)，同時(shí)還在輪軸上加裝了一個(gè)飛輪，這樣蒸汽機(jī)成就了可以帶動(dòng)一切工作機(jī)的動(dòng)力機(jī)。

1781年底，瓦特因發(fā)明帶有齒輪和拉桿的機(jī)械聯(lián)動(dòng)裝置榮獲了自己的第二個(gè)專利。

為了進(jìn)一步提高蒸汽機(jī)的效率，瓦特在發(fā)明齒輪聯(lián)動(dòng)裝置之后，對(duì)汽缸本身進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)他的蒸汽機(jī)中蒸汽推動(dòng)活塞的沖程工藝與紐可門蒸汽機(jī)沒有不同，兩者的蒸汽都是單項(xiàng)運(yùn)動(dòng)，從一端進(jìn)入、另一端出來。

他想，如果讓蒸汽能夠從兩端進(jìn)入和排出，就可以讓蒸汽既能推動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng)又能推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，那么，他的效率就可以提高一倍。1782年，瓦特根據(jù)這一設(shè)想，試制出了一種帶有雙向裝置的新汽缸，由此瓦特獲得了他的第三項(xiàng)專利。把原來的單向汽缸裝置改裝成雙向汽缸，并首次把引入汽缸的蒸汽由低壓蒸汽變?yōu)楦邏赫羝@是瓦特在改進(jìn)紐可門蒸汽機(jī)的過程中的第三次飛躍。通過這三次技術(shù)飛躍，紐可門蒸汽機(jī)完全演變?yōu)榱送咛卣羝麢C(jī)。

由于瓦特把蒸汽機(jī)的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)變成為連續(xù)而均勻的圓周運(yùn)動(dòng)，從而可以經(jīng)過傳動(dòng)裝置帶動(dòng)一切機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)，成為能普遍用于工業(yè)和交通運(yùn)輸業(yè)的“萬能動(dòng)力機(jī)”。這種高效率的蒸汽機(jī)很快取代了舊式的蒸汽機(jī)，被各工業(yè)部門迅速采用。從此，動(dòng)力機(jī)、傳動(dòng)機(jī)和工作機(jī)組成了機(jī)器生產(chǎn)系統(tǒng)，成為產(chǎn)業(yè)近代化的核心。

到19世紀(jì)30年代，蒸汽機(jī)廣泛應(yīng)用到紡織、冶金、采煤、交通等部門去，很快引起了一場技術(shù)革命。美國人富爾頓發(fā)明了用瓦特蒸汽機(jī)作動(dòng)力的輪船，英國人史蒂芬遜發(fā)明了用瓦特蒸汽機(jī)作動(dòng)力的火車。