文章插图
蒸汽火车(交通工具)【交通工具 蒸汽火车】蒸汽火车也叫蒸汽机车,是利用煤为动力,以蒸汽机为核心的最初级最古老的火车 。
蒸汽火车的外观和功用与如今的各种火车相差甚远,它是世界上第一代的火车,蒸汽火车通过用煤烧水,使水变成蒸汽,从而推动活塞,使火车运行 。
蒸汽火车曾以无比的巨力开启过人类历史上一个崭新的时代 。一般蒸汽火车的速度为60千米/小时 。现在已被淘汰 。
基本介绍中文名:蒸汽火车
外文名:Steam Locomotive
别名:蒸汽机车
地位:第一代的火车
使用燃料:一般用煤
创始人:乔治·史蒂芬森
一般时速:60-80千米
历史沿革
文章插图
发明背景瓦特(JamesWatt,1736~1819)英国发明家、工程师 。1736年1月19日生于苏格兰的一个小镇格里诺克 。他从小体弱多病,由父母进行了启蒙教育 。父亲是个具有多种手艺的工匠,受其影响瓦特从小就有实验的兴趣和才能 。传说他小的时候,曾用布把壶嘴堵死,看到蒸汽的力量把壶盖沖开 。
文章插图
瓦特这一现象激发了他的探索精神 。后来进了格里诺克文法学校学习,因身体不好,退学在家自学,并经常随父亲到工厂学习製作机械模型、仪器的技术,进行化学和电学实验 。靠着虚心求学、刻苦钻研的精神,15岁学完了《物理学原理》并获得了丰富的木工、金属冶炼和加工等工艺技术 。1753年他在家钟錶店学手艺 。1753年又跟有名的机械师摩尔根当学徒 。经过刻苦学习,努力实践,他已能製造难度较高的象限仪、罗盘、经纬仪等 。1756年在格拉斯哥大学当了仪器修理员,这是他一生的转折点 。一方面该校具有较完善的仪器设备和先进技术,为他的工作创造了良好的技术条件 。更重要的是他在这里结识了英国化学家、物理学家J.布莱克等着名学者,他可以经常跟他们讨论改进蒸汽机的理论和技术问题,从他们那里学到许多科学理论知识 。这对他后来的发明工作影响很大 。
文章插图
蒸汽机1764年瓦特在修理纽科门蒸汽机时,精心研究了这种热机的工作原理和耗煤量大、效率低的癥结 。他受J.布莱克的潜热学说启示,找到了纽科门蒸汽机耗煤量大、效率低的原因,即汽缸在使气体膨胀和用水冷凝时一热一冷,损耗大量热量 。瓦特于1765年发明了把冷凝过程从汽缸中分离出来的分离式冷凝器 。冷凝器的发明在蒸汽机的发展中起了关键性的作用 。1768年他製成了一台单动作蒸汽机(活塞单方向推动做功),这台蒸汽机还採用了汽缸外设定绝热层、用油润滑活塞等各种新措施,大大降低了蒸汽消耗量,耗煤量只有纽科门机的1/4,动作也更迅速 。1776年这种机器开始在厂矿使用 。1781年,他发明了行星式齿轮,将蒸汽机活塞的往运动变为旋转运动 。1782年他发明了大动力的“双动作蒸汽机”并获得专利,并利用飞轮解决了蒸汽机运转的稳定性问题 。1784年他发明了平行运动连桿机构,解决了双动作蒸汽机的结构问题 。1788年他发明了离心式调速器和节气阀,用来自动控制蒸汽机的运转速度 。1790年发明了蒸汽机配套用压力计 。
文章插图
蒸汽火车到此为止,瓦特完成了对蒸汽机的整套发明过程 。经过他的一系列重大的发明和改进,使蒸汽机的效率提高到原来纽科门机的3倍多,而且配套齐全、性能优良、切合实用 。瓦特由此博得了第一部现代蒸汽机——高效率瓦特蒸汽机的发明者称号 。很快,瓦特蒸汽机在纺织、採矿、冶炼和交通运输等方面得到了广泛套用,极大地推动了英国和欧洲的第一次工业革命,使世界进入了“蒸汽时代” 。瓦特对蒸汽机的发明、改进及蒸汽机的广泛套用,直接推动了热力学理论的研究和发展 。随着蒸汽机的广泛使用,人们试图在铁路上用蒸汽机作动力以取代原来在铁路上使用的有轨马车 。第一部蒸汽机车是由英国人乔治·史蒂芬森(George Stephenson,1781--1848)製造的 。1814年7月25日,史蒂芬森自己动手製作的世界上第一台蒸汽机车开始运行,取名“布鲁克”号,人称“火车” 。1825年9月27日,史蒂芬森亲自驾驶他同别人合作设计製造的“旅行者号”蒸汽机车在新铺设的铁路上试车,并获得成功 。蒸汽机在交通运输业中的套用,使人类迈入了“火车时代”,迅速的扩大了人类的活动範围 。中国发展蒸汽火车在中国有百余年历史 。从1843年魏源在《海国图志》中告诉中国人世界有了这项发明开始到20世纪30年代,中国成为世界着名的“万国机车展览会” 。一方面火车在中国发展的历史正好是一部帝国主义侵略瓜分中国的历史,但在另一面,它也记载了先进文明对于专制、独裁以及腐朽和愚民文化的惩罚 。