富爾頓發(fā)明了什么，下面是學(xué)習(xí)啦小編給大家整理的相關(guān)資料，歡迎大家閱讀!

　　發(fā)明過程

　　有一天，天氣晴朗，河水清澈。小富爾頓和鄰居大叔一起駕著小船到河的上游去找活干。他們開始悠閑地?fù)沃?，逆流而上。小富爾頓到離開自己村莊的外地去，心情格外高興，情不自禁地唱著美國鄉(xiāng)村的民謠。河水的“嘩嘩”聲和小富爾頓的悠揚、婉轉(zhuǎn)的歌聲交織在一起，令人心醉。早晨的太陽愈升愈高了，陽光灑在水波中，像碎銀灑在綠色的緞帶上。突然，水流湍急，小船在河中打轉(zhuǎn)，富爾頓和鄰居大叔拼命地?fù)胃荩顾疂裢噶怂麄兊囊路?，但船僅能艱難地移動。小富爾頓心里想：撐篙太費力了，假如有一種東西能讓船自動行走，該多么好啊!他想象的翅膀在河中飛翔，他好像看見在河中出現(xiàn)了一只自動行駛的船。他的神思又回到現(xiàn)實中來，對鄰居大叔說：“大叔，撐篙又費勁，又緩慢，如果有一種東西能讓船自動行走，該多么好啊!”

　　鄰居大叔正用力撐著篙，聽了小富爾頓的話，情不自禁地笑了。他用手背擦擦自己臉上的汗水，笑著說：“假如有一種東西能讓船自動行走，那這樣?xùn)|西是什么呢?”

　　“是啊，這東西是什么呢?”小富爾頓的臉剎那間紅了起來，他用勁地?fù)瘟艘幌赂?，低下了頭，又陷入了沉思。

　　自此以后，“怎樣使船自動行走?”就成了小富爾頓苦思冥想的中心問題。致使他長大以后，努力奮斗，終于成為制造人類第一只蒸汽機輪船——“克萊蒙脫號”的著名科學(xué)家。

　　延伸閱讀：

　　世界上第一臺蒸汽機是由古希臘數(shù)學(xué)家亞歷山大港的希羅(HeroofAlexandria)于1世紀(jì)發(fā)明的汽轉(zhuǎn)球(Aeolipile)，是蒸汽機的雛形。

　　約1679年法國物理學(xué)家丹尼斯·巴本在觀察蒸汽逃離他的高壓鍋后制造了第一臺蒸汽機的工作模型。約與此同時薩繆爾·莫蘭也提出了蒸汽機的主意。

　　1698年托馬斯·塞維利、1712年托馬斯·紐科門和1769年詹姆斯·瓦特制造了早期的工業(yè)蒸汽機，他們對蒸汽機的發(fā)展都做出了自己的貢獻。1807年羅伯特·富爾頓第一個成功地用蒸汽機來驅(qū)動輪船。瓦特并不是蒸汽機的發(fā)明者，在他之前，早就出現(xiàn)了蒸汽機，即紐科門蒸汽機，但它的耗煤量大、效率低。瓦特運用科學(xué)理論，逐漸發(fā)現(xiàn)了這種蒸汽機的毛病所在。從1765年到1790年，他進行了一系列發(fā)明，比如分離式冷凝器、汽缸外設(shè)置絕熱層、用油潤滑活塞、行星式齒輪、平行運動連桿機構(gòu)、離心式調(diào)速器、節(jié)氣閥、壓力計等等，使蒸汽機的效率提高到原來紐科門機的3倍多，最終發(fā)明出了現(xiàn)代意義上的蒸汽機。

　　16世紀(jì)末到17世紀(jì)后期，英國的采礦業(yè)，特別是煤礦，已發(fā)展到相當(dāng)?shù)囊?guī)模，單靠人力、畜力已難以滿足排除礦井地下水的要求，而現(xiàn)場又有豐富而廉價的煤作為燃料?，F(xiàn)實的需要促使許多人，如英國的帕潘、薩弗里、紐科門等就致力于“以火力提水”的探索和試驗。

　　最初的真空蒸汽機被用來將礦井里的水抽出來。紐科門的蒸汽機將蒸汽引入氣缸后閥門被關(guān)閉，然后冷水被撒入汽缸，蒸汽凝結(jié)時造成真空?；钊硪幻娴目諝鈮毫ν苿踊钊?。在礦井中聯(lián)結(jié)一根深入豎井的桿來驅(qū)動一個泵。蒸汽機活塞的運動通過這根桿傳到泵的活塞來將水抽到井外。

　　第一個巨大的改善是將氣缸與凝結(jié)缸通過一個閥門分開。瓦特在伯明翰發(fā)明了這個改進。這個改進提高了蒸汽機的效率。下一個改進是將閥門的操作自動化。

　　這些早期的真空蒸汽機的效率有限，但它們比較安全，因為它們的壓力比較低，在物質(zhì)發(fā)生損壞的情況下機器向內(nèi)收縮，而不是向外爆炸。它們的效率受外部氣壓、氣缸變形、燃燒和沸騰的效率和凝結(jié)能力的限制。理論最高效率受水在普通大氣壓下比較低的沸騰溫度限制。使用高溫高壓的蒸汽為蒸汽機的效率帶來了巨大的提高。但這種蒸汽機比真空蒸汽機危險得多。鍋爐和機器的爆炸造成了許多大事故。安全閥在這里帶來了很大的改進，在壓力過高的情況下安全閥放氣減壓。但真正保證安全只有依靠建造、運行和維護的經(jīng)驗和安全規(guī)則。

　　薩弗里制成的世界上第一臺實用的蒸汽提水機，在1698年取得標(biāo)名為“礦工之友”的英國專利。他將一個蛋形容器先充滿蒸汽，然后關(guān)閉進汽閥，在容器外噴淋冷水使容器內(nèi)蒸汽冷凝而形成真空。打開進水閥，礦井底的水受大氣壓力作用經(jīng)進水管吸入容器中;關(guān)閉進水閥，重開進汽閥，靠蒸汽壓力將容器中的水經(jīng)排水閥壓出。待容器中的水被排空而充滿蒸汽時，關(guān)閉進汽閥和排水閥，重新噴水使蒸汽冷凝。如此反復(fù)循環(huán)，用兩個蛋形容器交替工作，可連續(xù)排水。

　　薩弗里的提水機依靠真空的吸力汲水，汲水深度不能超過六米。為了從幾十米深的礦井汲水，須將提水機裝在礦井深處，用較高的蒸汽壓力才能將水壓到地面上，這在當(dāng)時無疑是困難而又危險的。

　　紐可門及其助手卡利在1705年發(fā)明了大氣式蒸汽機，用以驅(qū)動獨立的提水泵，被稱為紐科門大氣式蒸汽機。這種蒸汽機先在英國，后來在歐洲大陸得到迅速推廣，它的改型產(chǎn)品直到19世紀(jì)初還在制造。紐科門大氣式蒸汽機的熱效率很低，這主要是由于蒸汽進入汽缸時，在剛被水冷卻過的汽缸壁上冷凝而損失掉大量熱量，只在煤價低廉的產(chǎn)煤區(qū)才得到推廣。1764年，英國的儀器修理工詹姆斯·瓦特為格拉斯哥大學(xué)修理紐可門蒸汽機模型時，注意到了這一缺點，并于1765年發(fā)明了設(shè)有與汽缸壁分開的凝汽器的蒸汽機，并于1769年取得了英國的專利。初期的瓦特蒸汽機仍用平衡杠桿和拉桿機構(gòu)來驅(qū)動提水泵，為了從凝汽器中抽除凝結(jié)水和空氣，瓦特裝設(shè)了抽氣泵。他還在汽缸外壁加裝夾層，用蒸汽加熱汽缸壁，以減少冷凝損失。

　　瓦特的創(chuàng)造性工作使蒸汽機迅速地發(fā)展，他使原來只能提水的機械，成為了可以普遍應(yīng)用的蒸汽機，并使蒸汽機的熱效率成倍提高，煤耗大大下降。因此瓦特是蒸汽機的改良者。

　　自18世紀(jì)晚期起，蒸汽機不僅在采礦業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，在冶煉、紡織、機器制造等行業(yè)中也都獲得迅速推廣。它使英國的紡織品產(chǎn)量在20多年內(nèi)(從1766年到1789年)增長了5倍，為市場提供了大量消費商品，加速了資金的積累，并對運輸業(yè)提出了迫切要求。

　　在船舶上采用蒸汽機作為推進動力的實驗始于1776年,經(jīng)過不斷改進，至1807年，美國的富爾頓制成了第一艘實用的明輪推進的蒸汽機船“克萊蒙”號。此后，蒸汽機在船舶上作為推進動力歷百余年之久。

　　1800年，英國的特里維西克設(shè)計了可安裝在較大車體上的高壓蒸汽機。1803年，他把它用來推動在一條環(huán)形軌道上開動的機車，找來喜歡新奇玩意兒的人乘坐，向他們收費，這就是機車的雛型。英國的史蒂芬孫將機車不斷改進，于1829年創(chuàng)造了“火箭”號蒸汽機車，該機車拖帶一節(jié)載有30位乘客的車廂，時速達(dá)46公里/時，引起了各國的重視，開創(chuàng)了鐵路時代。

　　19世紀(jì)末，隨著電力應(yīng)用的興起，蒸汽機曾一度作為電站中的主要動力機械。1900年，美國紐約曾有單機功率達(dá)五兆瓦的蒸汽機電站。

　　蒸汽機的發(fā)展在20世紀(jì)初達(dá)到了頂峰。它具有恒扭矩、可變速、可逆轉(zhuǎn)、運行可靠、制造和維修方便等優(yōu)點，因此曾被廣泛用于電站、工廠、機車和船舶等各個領(lǐng)域中，特別在軍艦上成了當(dāng)時唯一的原動機。

　　需要特別注意的是，許多教科書上(歷史書、物理書)說瓦特是蒸汽機的發(fā)明者。這是誤傳。蒸汽機是英國人薩維利(Savery)于1698年、紐可門(Newcomen)于1705年各自獨立發(fā)明的，用于礦井抽水。當(dāng)時效率很低。1765年，瓦特在修理紐可門機的基礎(chǔ)上，對蒸汽機做了重大改進，使冷凝器與汽缸分離，發(fā)明曲軸和齒輪傳動以及離心調(diào)速器等，使蒸汽機實現(xiàn)了現(xiàn)代化，大大提高了蒸汽機的效率。瓦特的這些發(fā)明，仍使用在現(xiàn)代蒸汽機中，為紀(jì)念瓦特的貢獻，功率的單位名稱以其姓氏命名。(《物理學(xué)(第五版)》)

　　史蒂芬孫

　　概述

　　在陸路交通方面，人們開始研制一種能以蒸汽機推動車輛快速行進的運輸工具。其中，英國的史蒂芬孫(GeorgeStephenson,1781-1848)率先取得了突破性成果。

　　史蒂芬孫是一位煤礦工人的兒子，從小熟悉礦井里用來抽水的蒸汽機，后來立志從事交通工具的發(fā)明創(chuàng)造。1814年，他研制的第一輛蒸汽機車“布拉策號”(以普魯士布拉策的名字命名，他曾經(jīng)幫助英國打擊拿破侖軍隊)試運行成功。1825年9月27日，史蒂芬孫親自駕駛他同別人合作設(shè)計制造的“旅行者號”蒸汽機車在新鋪設(shè)的鐵路上試車，并獲得成功。蒸汽機在交通運輸業(yè)中的應(yīng)用，使人類邁入了“火車時代”，迅速的擴大了人類的活動范圍。

　　史蒂芬遜的蒸汽機車發(fā)展史

　　1814年史蒂芬遜在試運行“布拉策號”機車時，雖然取得了成功，但也暴露出許多問題，如噪音太大，振動強烈，蒸汽機隨時都有爆炸的可能?；疖囬_動時，濃煙滾滾，車輪摩擦鐵軌時火星四濺;坐在車上的人則滿面煙塵，被顛得筋疲力盡。蒸汽機冒出的火焰把附近的樹木都燒焦了，這也許就是當(dāng)時人們把它稱為“火車”的緣故吧。但是，史蒂芬孫沒有氣餒，而是不斷進行改進。他在車廂下面加裝了減震的彈簧，用熟鐵代替生鐵作鐵軌的材料，在枕木下加鋪了小石子，增加車頭和車廂的車輪數(shù)量，把蒸汽機安裝在車頭以減少發(fā)生危險時的損害等。到1825年史蒂芬孫試運行“旅行者號”機車時，情況已經(jīng)有了相當(dāng)大的改善。“旅行者號”牽引著6節(jié)煤車、20節(jié)擠滿乘客的車廂，載重達(dá)90噸，時速15英里。這一壯觀場面吸引了眾多的人前來觀看。鐵路兩旁人山人海;還有人騎著馬，打著紅旗走在火車前面開道。隨著火車的一聲鳴叫，它向全世界宣告了鐵路時代的到來。

　　1829年，史蒂芬孫試制成功了更為先進的“火箭號”機車。