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我们是先用方程发明了蒸汽活塞还是先发明了蒸汽活塞再算出数学?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2022-02-28 08:43:47

蒸汽机是最早出现的,但在我们搞清楚它的数学基础之前,蒸汽机的效率非常低,效率也不高。亚历山大的英雄被认为是第一个蒸汽涡轮机的发明者,但这从来没有被认为是一个工作的引擎,只是一个好奇的东西。1698年,托马斯·萨弗里(Thomas Savery)发明了一台可以工作的发动机,能够从被淹的矿井中抽水。

我们是先用方程发明了蒸汽活塞还是先发明了蒸汽活塞再算出数学

萨弗里的发动机没有活塞,而是利用蒸汽冷凝产生的真空将水拉到发动机的高度,然后再使用蒸汽压力将水推高。这是通过手动操作阀门来实现的。尽管Savery发动机毫无疑问可以工作,但它很难操作,效率也很低,因为它依赖连续的热循环,这需要大量的能量。

在萨弗里之后,还有其他的发展,比如托马斯·纽科门,他实际上介绍了我们认识的活塞,但再一次,实际发生的事情的理论基础还没有建立,设计是基于直觉和实验。

直到18世纪晚期,詹姆斯·瓦特(James Watt)的出现,人们才采用了一种更客观的方法,并对热能在系统中的传输位置进行了仔细而精确的测量。瓦特正确地判断出以前的蒸汽机或大气发动机的主要能量损失是汽缸受到的反复加热/冷却循环,并发明了蒸汽冷凝器,使工作汽缸保持在一个温度,从而节约能源。

瓦特有很好的数学基础,他职业生涯的前一部分是作为格拉斯哥大学的仪器制造/维修人员。正是这一背景使他能够很好地分析纽科门热机的运行情况,并为热力学这一新领域的研究奠定了基础。瓦特利用他在仪器仪表方面的专业知识来量化损失发生的位置,并提供了一个更好的替代方案(外部冷凝器),该方案节省了锅炉75%的热能。他不仅是一位才华横溢的机械师和制造师,而且还拥有敏锐的科学头脑,用仔细的测量来梳理出现实情况,而不是依靠直觉。

他在建立热力学基础方面影响巨大,以至于国际单位制的功率单位以他的名字命名。
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