你是否曾经在厨房里看到烧开的水壶，蒸汽不断冲出，让壶盖轻轻跳动?这个简单的现象，启发了英国科学家瓦特，他通过对蒸汽力量的深入研究，改良出了改变世界的蒸汽机。蒸汽机不仅引发了工业革命，还为现代文明的进步奠定了基础。在接下来的《科学万象》，我们将带您了解蒸汽机这个从日常生活中汲取灵感的发明，如何彻底改变了人类社会的发展进程。

远古以来，人类只能直接利用热能来煮食、取暖、烧制陶器、熔炼金属等。18世纪蒸汽机的发明，则是第一次实现了把热能转换为机械能，成为人类征服和改造自然中强大的物质力量。这个简单而神奇的装置，不仅推动了工业革命，也为现代文明奠定了基石。今天，就让我们在山东省科技馆，一同穿越时空，探寻蒸汽机的奇迹!

1679年，丹尼斯·帕潘发明了“消化锅”，这就是最初的高压锅。在这种锅里，水在一个严密封盖的容器中煮沸。积聚的蒸汽产生的压力提高了水的沸点，在这种高温下，骨头很快变软，肉很快煮熟。锅盖上设计了一个杠杆式安全阀，利用杠杆原理，在远端施加重物，而气压推动气阀的力点为短力臂，当锅内压力超过设计值时，可推动气阀向上移动，以释放压力不让锅爆炸，平衡后又落回原处。后来他根据高压锅气阀的工作原理，提出了活塞式蒸汽机的构想，为实用型蒸汽机的出现奠定了基础。

蒸汽机是将蒸汽的能量转换为机械动力的机器，它的出现彻底改变了人们的生活方式，极大的提升了我们的生产力。推动蒸汽机发展的重要人物，就是英国人瓦特。大家一定都见过沸水的蒸汽顶着锅盖上下跳动的情景吧，据说，瓦特正是因为受到它的启发，对蒸汽机进行了改良。

提起蒸汽机，我们都会情不自禁地想到瓦特这个人，他对蒸汽机的改良做出了史无前例的巨大贡献。

瓦特看到茶壶的盖子因为沸水的蒸汽不停的跳动，于是发现了蒸汽的动力，就想着怎么去利用这股力量。1781年，瓦特制造了从两边推动活塞的双动蒸汽机，也就是我们现代意义上的蒸汽机。瓦特改进的蒸汽机能充分利用燃料，将热能转化为机械能，是机器的运转效率大幅度提高，这也是他能促成工业革命的原因之一。

1776年，瓦特改进的蒸汽机投入使用，人类进入“蒸汽时代”。那么你知道，蒸汽机是如何工作的吗?

我们以蒸汽机车为例，燃料在燃烧室中点燃，产生高温和高压的燃烧气体，这些燃烧气体进入蒸汽机的工作腔，又称为汽缸。蒸汽会对活塞产生推动力，这时活塞就开始工作，周而复始，从而带动机车的轮子转动。那么，蒸汽机车该如何停车呢?在蒸汽机车需要停车的时候，可以打开蒸汽喷嘴直接喷出蒸汽，活塞停止工作，蒸汽机车也就可以停车了。直到20世纪初，蒸汽机仍然是世界上最为重要的原动机，后来才逐渐让位给效率更高的内燃机和汽轮机。

瓦特蒸汽机的改良成功，为工业界注入了新的活力，也改变了人类生产的面貌，它迅速成为适用于一切工业部门的动力机械，被纺织、采矿、冶金、造纸、机械等各行各业广泛应用，更成为了一场工业革命的引爆点。

自18世纪晚期开始，蒸汽机使英国的纺织品产量在20多年内增长了5倍，为市场提供了大量消费商品，加速了资金的积累，并对运输业提出了迫切要求。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"号。此后，蒸汽机在船舶上作为推进动力历百余年之久。在陆路交通方面，人们开始研制一种能以蒸汽机推动车辆快速行进的运输工具。世界上第一列蒸汽机火车是1804年2月21日理查德·特里维希克在威尔士展示的。蒸汽火车和轮船缩短了旅行时间，工业生产迅速扩张，人类社会的面貌焕然一新。

蒸汽机改变了当时的社会，同时也留下了深远的影响。它不仅是工业革命的标志，更是现代社会发展的契机。

19世纪30年代至40年代，蒸汽机在欧洲和北美被广泛采用，这就是所谓的“蒸气时代”。对蒸汽机进行改良的科学家瓦特，逝世于1819年，后人为了纪念他的伟大发明，把发电机和电动机的功率计算单位称为“瓦特”。现代家庭用的电灯、电暖器、电熨斗的功率都称为“瓦”，是“瓦特”的简称，正是为了纪念他为人类作出的杰出贡献。

瓦特改进蒸汽机后，在1804年,英国工程师首先利用瓦特的蒸汽机，研制出了世界第一辆在铁轨上行驶的蒸汽机车。因为当时使用煤炭或木柴做燃料,所以人们都叫它“火车”， 这个名称也一直沿用至今。蒸汽机的发明标志着人类从手工制造向机械化制造的转变，从蒸汽机到高铁，再到现在的高科技社会，可以说，是蒸汽机推动了现代工业文明的发展，对于人类社会的进步和经济繁荣做出了巨大的贡献。

来源: 山东省科学技术协会

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