森林小学开办了第二课堂,目的就是在课堂教学活动之外为爱好钻研、喜欢动手又动脑的同学提供一个发展特长,增加学识,开发智力,培养能力的机会。
第一堂课就是由知识渊博的牛墩墩老师讲述蒸汽机的发明。结果,牛墩墩老师刚开了个头,小老虎威威就连忙举手,牛墩墩老师就问“威威同学,您于什么问题?”
小老虎威威急忙站起来说“老师我知道,是瓦特发明了蒸汽机!”牛墩墩老师一笑,对小老虎威威说“威威同学,那你就和同学们说说,瓦特是怎么发明蒸汽机的。”
小老虎威威立刻绘声绘色的讲起了瓦特的故事
“瓦特小的时候体弱多病,胆子又小,所以他喜欢一个人玩,经常独自思考问题,非常爱动脑筋。有一天,他看见水壶里的水开了,壶盖开始跳动,发出“噗噗”声,这个时候瓦特好奇地问祖母:“为什么壶盖会跳动?”祖母回答说:“因为水开了,所以会跳动。”瓦特一直问水开了为什么会跳动,但是得来的是祖母不耐烦的回答。瓦特感觉非常难过,但是他依旧不断探寻水开了之后,水壶跳动的原因。
而水壶跳动这件事,也给了瓦特改善蒸汽机的灵感。在瓦特20岁的时候,瓦特得到好友的帮助,进入大学实验室,任教具和仪器的修理工。在实验室里,他学到了很多新知识。
有一次,他负责修理一台蒸汽机的模型,边修边想;我应该造一台比它更好的蒸汽机,为人们做点什么。终于历尽种种磨难的瓦特,在1782年成功制作一台蒸汽机。”
小老虎威威把故事讲完,牛墩墩老师赞许的点点头,说“威威同学这个故事讲得很好,值得表扬!不过,大家可能都认为是瓦特发明了蒸汽机,其实瓦特只是改进了蒸气机。”
在同学们好奇的目光中,牛墩墩老师详细的讲述了蒸汽机的发明过程。
同学们的课本中有“瓦特小时候看壶盖跳动发明了蒸汽机”的说法,但历史上蒸汽机并不是瓦特首先发明的,而瓦特只是其改良者,是在别人的基础上一步一步改良出来的。
蒸汽机的历史可以追溯到古希腊时期,当时希罗发明了一种名为汽转球的装置,这被认为是世界上最早的蒸汽机雏形。然而,这种装置在当时并没有任何实际用途。随后,法国物理学家丹尼斯·帕潘提出了蒸汽机的具体工作原理,并于1679年制造了世界上最早的蒸汽机工作模型,为实用型蒸汽机的出现奠定了基础。
1762年瓦特26岁的时候开始对蒸汽机做实验,直到此时他仍未亲眼见过一台可以运转的蒸汽机,但是他开始建造自己的蒸汽机模型。初始实验失败了,但他坚持继续实验,并且阅读了所有他能找到的有关蒸汽机的材料。
1763年,瓦特得知格拉斯哥大学有一台纽科门蒸汽机,此时正在伦敦修理,他请求学校取回了这台蒸汽机并亲自进行了修理。修理后这台蒸汽机勉强可以工作,但效率很低。经过大量实验,瓦特发现效率低的原因是由于活塞每推动一次,气缸里的蒸汽都要先冷凝,然后再加热进行下一次推动,从而使得蒸汽80%的热量都耗费在维持气缸的温度上面。
后来,瓦特又历时多年,先后解决了冷凝器效率低的问题,与约翰·威尔金森合作解决了活塞与气缸的加工制造工艺问题,直到1774年,瓦特自己设计的蒸汽机才正式投入生产,1776年第一批新型蒸汽机才制造成功并应用于实际生产。