詹姆斯·瓦特(James Watt,1736年1月19日-1819年8月25日),英国著名的发明家和工程师,被誉为第一次工业革命的重要人物。他出生于苏格兰格拉斯哥附近的格林诺克镇,一个靠近克莱德河湾的港口小镇。
瓦特的父亲是一名熟练的造船工人,拥有自己的船只和造船作坊,同时也是小镇的官员。母亲阿格妮丝·穆黑德出身贵族家庭,受过良好教育。尽管瓦特成长于一个宗教家庭,但他后来成为了自然神论者。瓦特小时候体弱多病,去学校的时间不多,主要由母亲在家中教育。他从小展现出精巧的动手能力和数学天分,深受苏格兰民间传说与故事的熏陶。
1755年,瓦特离开苏格兰前往伦敦,寻求仪器制造匠的培训。1757年,格拉斯哥大学的教授为他提供了一个机会,在大学里开设了一间小修理店。在此期间,他接触到了当时的科学前沿,尤其是物理和工程学。1763年,瓦特开始修理格拉斯哥大学的一台纽科门蒸汽机,这成为他改良蒸汽机的起点。
瓦特的第一个重大创新是独立冷凝器的发明。传统的蒸汽机在工作过程中,蒸汽与气缸的冷却水混合,导致能量损失。瓦特设计了一种独立的冷凝器,使蒸汽在气缸内膨胀后,能够迅速冷却并凝结成水,而不影响气缸的温度。这一创新大幅提高了蒸汽机的效率,减少了燃料消耗。
1765年,瓦特取得了关键性进展,将冷凝器与气缸分离开来,使气缸温度可以持续维持在注入蒸汽的温度。在此基础上,他很快建造了一个可以连续运转的模型。然而,制造一台实际可用的蒸汽机仍面临诸多困难,包括资金和技术问题。在约翰·罗巴克的资助下,瓦特开始了新式蒸汽机的试制,并成为新公司的合伙人。然而,罗巴克的破产使瓦特不得不另寻合作伙伴,最终与伯明翰的铸造厂老板马修·博尔顿开始了长达25年的成功合作。
瓦特与博尔顿的合作使瓦特得到了更好的设备、资金和技术支持。瓦特继续对蒸汽机进行改进,引入了双作用气缸、调节阀和旋转运动装置等创新,使蒸汽机能够更灵活地应用于各种工业场合。1776年,瓦特制造出了第一台有实用价值的蒸汽机,并在波罗姆菲尔德煤矿首次向公众展示其工作状态。此后,蒸汽机被广泛应用于煤矿、纺织业、冶金业、造纸业等工业部门,推动了工业革命的进程。
瓦特不仅在蒸汽机领域取得了重大成就,还在晚年发明了一种新的望远镜测距方法、透印印刷术、改进了油灯、蒸汽碾压机以及机械图纸着色法等。他的发明和贡献深刻影响了整个世界的经济与社会结构。
詹姆斯·瓦特以其对蒸汽机的革新推动了现代工业的发展。他的发明和贡献不仅改变了机械工程的面貌,更深刻影响了人类的生产方式和生活方式。后人为了纪念他的伟大贡献,将功率的单位定为“瓦特”(简称“瓦”,符号W)。瓦特的名字将永远留在历史的长河中,激励着后人继续探索与发明。