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从蒸汽机到火车发明,可能你所知道的并不是全部!

从蒸汽机到火车发明,可能你所知道的并不是全部!

作者: 葡萄酒学徒Vicky | 来源:发表于2019-04-24 21:15 被阅读4次

如何从科学的角度理解能量的意义?
在英吉利海峡的另一侧,
答案正浮出水面。

18世纪英国的乡间别墅,
是阴谋、爱情和小道消息的发源地。
偶尔也会有实验者造访,
一个不太可能发生联系的地方,偶然的结合,
标志了一种改变世界的能量诞生。
当时,科学成为会客厅受欢迎的娱乐项目,
并发展出很多奇妙的装置,
比如,把闹钟放到真空罩里,
调好闹铃,空气被抽走后,
完全听不到闹钟的声音!
对于这些现象,没人能给出令人满意的科学解释。
但这些新奇的东西给关注这些的人带来了新的理念,
尤其是那些雄心勃勃的企业家。


马修博尔顿是一名制造商,
他也是月光社成员。
该社团的名字源于他们在月圆之夜聚会,
成员有商人,实验家和自然哲学家,
他们都热爱实用知识。
通过月光社,
马修博尔顿认识了来自苏格兰的发明家和工程师,
——詹姆斯瓦特。
几年来,瓦特一直在研究蒸汽机模型,
因此,博尔顿邀请他进行商业合作。
他们合作创建了18世纪最有影响力的合作关系,
而他们合作生产的蒸汽机不仅改变了技术也改变了科学本身。


博尔顿和瓦特创造的蒸汽机包括了人、煤和炉子,
不足之处是不便移动,体积庞大。
他们设计初衷是用于给附近的水渠加满水,
但是博尔顿和瓦特引擎的驱动力并非直接来自于蒸汽,
在一定程度上与真空有关!
蒸汽注入气缸里,
迅速冷却形成真空环境,
这样可以把活塞拉下去提供上举的动力。
正是这样的过程,
让他们发明的机器在两百年后还能工作!
瓦特不是为了甚至没有想过发明蒸汽机利用真空原理去抽水,
引擎利用这样的方式供力几十年,
瓦特和他的蒸汽机因引擎下面的一个小小的调整再次声名远播。
瓦特的重要发明是一个单独的冷凝器,
让蒸汽从一个装有冷水的水箱里冷却,
水箱在主缸的下面通过用单独的冷凝器冷却蒸汽,
真空环境在远离热气钢的地方生成,
这很小却很巧妙的技术创新带来了巨大好处——
每抽取100加仑的水,
在大幅提高效率的同时减少了煤耗,
之前的引擎将消耗四倍的煤,
现在效率提高了四倍!
利用博尔顿和瓦特的蒸汽机能节省大量原料,
商人们意识到这一点,
博尔顿和瓦特蒸汽机的成功不仅仅是由于新技术的发明,
也是因为巧妙的金融运作。
他们为自己的蒸汽机申请了专利,
因他们的蒸汽机节省下来的煤都会被收取专利费,
据说基于蒸汽机基础的提升,每次完成的成果他们也会收取专利费。
由于拥有专利,
博尔顿和瓦特赚取的钱不仅是通过售卖蒸汽机,
还有收取买家使用蒸汽机的专利费。


西部对蒸汽机的需求比较大,
需要从矿井中往外抽水,
矿主们迅速对博尔顿和瓦特更高效的蒸汽机产生了依赖性。
很多人很快开始讨厌每年上缴专利费,
为了避开专利,
一些康沃尔郡的工程师开始自己制造蒸汽机。
理查德.特里维西克,他在蒸汽技术方面勇于创新,
创造性地利用蒸汽动力技术发明了蒸汽车!
它足有八马力,
与瓦特发明的蒸汽机不同处是它可以移动。
这个发明的天才处在蒸汽驱动活塞处设置了高压蒸汽引擎。
特里维西克看到了高压效率更高,
这样就不需要真空和冷凝器了,
体积也不像房子那么大。
他的蒸汽机小,马力大,还可以移动。
当它第一次发出高压蒸汽释放时的声音,
它正是我们熟悉的火车鸣笛音!
新的蒸汽引擎显然更具潜力,
可用于长途运输。
但特里维西克并未成为现代铁路之父名垂青史。
他在铁矿工作,那里有个马拉车的轨道,
用于把钢拉到当地的一条运河,
他说如果能把蒸汽引擎用在这里更好,
于是他早了蒸汽引擎证明可以拉动十吨重物。
但是有个和蒸汽机无关的问题,
铁轨是铸铁的,并不结实,
上面加上十吨的重量就报废了,
相当讽刺的是,
轨道上再次用马来拉车。
科学史上经常有这样的问题,
伟大的想法需要在正确的时间出现在正确的地点。
特里维西克不善于做生意,
因此也不善于宣传自己,
如果当时他找到合伙人,
结果会大不一样。
可惜,他没找到像博尔特一样的合伙人可以出资支持他的想法并赚钱。
他在错误的时间出现在了错误的地点。


蒸汽机对全球都产生了重大影响,
像高压蒸汽这样的技术革新,
需要仰仗资金保证和专利保护,
蒸汽机的诞生,创造了之前难以想象的动力能源。
机器像无数匹马一样,
为工厂和作坊不停歇地工作。
使西方工业进入另一段辉煌篇章!

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