文档介绍：机械
蒸汽机革命
第一个利用蒸汽力的人
最早发现蒸汽的力量,并且利用这股力量制作出了第一台利用蒸汽力的
器具的发明人,人们一致认为,要上推到公元年前后的古希腊工程师希
罗。
希罗是一位工程师,他对机械学有许多卓越的认识和杰出的创造,使现
代科学家都感到叹服。
希罗最著名的发明是用蒸汽推动的空心球。空心球是用铜做的,上面连
着两个空心的、方向相反的弯管,把这个空心球卡在连通着蒸汽的管道上,
当球下面的器皿里的水烧沸腾起来的时候,蒸汽进入那个空心球,然后从装
在空心球上的两根弯管的管口喷了出来,因为两个管口的方向相反,两股相
反的力形成一股扭力,这股扭力就会推动着空心球不停地迅速转动。
这是人类最早发明的将蒸汽力转变为一种运动的方法,用人们的现代科
技名词来表述,它可以称得上是早期的蒸汽机。
希罗还曾经利用这种蒸汽能推动物体转动的原理,制造了一种能转动的
女神,当人们点燃殿前的蜡烛时,人们就放出蒸汽,推动着女神围绕着她的
神座转动一圈。同样的道理,也可以在信徒们要想进入神殿的时候,只要提
供一些供品,躲在暗处的僧侣就会开启蒸汽的通路,神殿的大门也会转动着
打开,仿佛有一种看不见的神奇力量在开启大门似的。
当然,在希罗的那个时代,他发明的蒸汽空心球,不过是当作娱乐的一
种玩具,而那种用蒸汽去推动女神转动或神殿大门开启的创造,只不过供给
僧侣们用来骗取虔诚的信徒们的供奉罢了。在奴隶时代的那个社会,有谁会
去想到利用这种非动物界蕴藏的力量去做工,用来代替奴隶们进行的繁重而
痛苦体力劳动呢!
幸喜希罗对自己的发明和研究,写了几本著作,其中一本名叫《压缩空
气的理论和应用》,在这本书里,希罗描述了虹吸、蒸汽装置、硬币操纵的
机器,一种救火器和一种水琴。使人们看到了希罗的才智。
根据希罗在书中的描述,人们画出了利用蒸汽推动神殿大门的示意图:
在祭坛的上点着火,使祭坛内部的空气压力增加,挤压着空心球里贮藏
的水通过水管流入水桶,当水桶的重量渐渐增加而向下沉坠时,就会拉动
盘绕在殿门旋转轴上的绳子,绳子被拉动时带着旋转轴回转,殿门于是缓
缓打开。
当祭坛的火熄灭以后,空气的压力恢复正常,安装在旋转轴下方的配重
就会下坠,同时拉动着以相反方向绕着的绳,使旋转轴朝着相反的方向转
动,殿门又徐徐关闭。
这一切,联系得是多么巧妙,又是多么的隐蔽,前来敬奉神明的虔诚信
徒,怎会想到它是由在祭坛上点着的火来操纵的呢?!
至于希罗发明的那种会转动的空心球,也并不是一点用处也没有。这也
是一个很巧妙的设计,而且它并不一定要靠蒸汽来推动,只要受到内部流体
力量的冲击,就能转动。现在已经根据这种原理制造出一种可以旋转喷水的
喷灌器,而用于驱使喷灌器的喷头转动的那股动力,已不是蒸汽的力,而是
有压力的水流。当你走到公园的草坪上,看见喷灌器的喷头在旋转着绕着圆
圈喷水的时候,不妨留住脚步仔细地观察一下它的结构,想一想它的基本原
理竟是在大约年前,一位名叫希罗的古希腊学者发明的,那个时代还远
远没有建立物理学的理论体系哩!
至于要想具体问一问希罗究竟是哪个世纪的学者,我们不能回答得那么
准确,因为历史并没有准确的记录,人们只是根据他在一本著作中曾经记载
了一次月蚀,而这次月蚀在公元年时在希罗生活的亚历山大城可以观察
到,人们由此推断,希罗大概是公元年左右出生的。
萨弗里蒸汽车
历史进入了世纪,在英国,由于炼钢的需要,英国的森林几乎都要被
砍伐光了,但是企业家们对燃料的需要仍旧十分迫切,这时人们发现,幸亏
英国的地底下蕴藏着丰富的煤,一时之间,矿业主们纷纷投入资金和设备去
大力开采地下的煤矿。
煤矿的开掘越挖越深,从矿井里渗透出来的地下水使矿主们伤透了脑
筋。因为为了将矿井里的地下水排除出去,不得不动用马拉动辘轳或者戽斗
去把地下深处的水提上来,有的矿井要用匹马来干这种活,想想看,这
要耗费多大的费用。精明的矿主一合算,觉得自己开采煤矿所得的那点赢利,
付出高昂的排水费用以后,剩下来的就不多了。
在这样的背景下,社会迫切需要找到一种能代替马力去排水的其他办
法,这时,当然就会有人开动脑筋去寻求。
世纪的德国物理学家葛利克,于年化了两万美元制造了第一台
抽气机,在当众进行表演的时候,他曾说,只要能够制造出真空的装置,大
气压力就会创造出奇迹来。但是用手工气压泵来制造真空的装置,既费力,
也太费时了。
有没有比较简便而又省力的方法制造真空呢?这个问题一直萦绕在一位
名叫萨弗里的工程师的脑际。