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数学史”上的今天

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1736年1月19日,詹姆斯·瓦特出生于苏格兰格拉斯哥附近。

瓦特改进、发明的蒸汽机是对近代科学和生产的巨大贡献,具有划时代的意义。它导致了第一次工业技术革命的兴起,极大地推进了社会生产力的发展。后人为了纪念他,将功率的单位称为瓦特。

在18世纪的苏格兰,一个男孩在厨房里看祖母做饭,灶上有一壶开水,壶盖啪啪作响,不停地往上跳动。对于这种司空见惯的事, 男孩却感到好奇,猜不透是什么缘故使壶盖跳动,就问祖母,祖母对此当然是漫不经心和不耐烦的。

于是,他就蹲在火炉旁边细心地观察,刚开烧水时壶盖很安稳,水要开了,壶里的水蒸汽冒出来,推动壶盖跳动了,他把壶盖揭开盖上,盖上又揭开,反复验证。他还把杯子、调羹遮在水蒸汽喷出的地方。这个男孩就是詹姆斯·瓦特。

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瓦特的父亲是熟练的造船工人并拥有自己的船只与造船作坊,还是小镇的官员。瓦特的母亲出身于一个贵族家庭并受过良好的教育。

瓦特小时候因为身体较弱去学校的时间不多,主要的教育都是由母亲在家里进行。瓦特从小就表现出了精巧的动手能力以及数学上的天分。

1764年,瓦特在修理一台纽可门式蒸汽机的过程中,瓦特熟悉了蒸汽机的构造和原理,并且发现了这种蒸汽机的两大缺点:活塞动作不连续而且慢;蒸汽利用率低,浪费原料。以后,瓦特开始思考改进的办法。

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从1766年开始,在三年多的时间里,瓦特克服了在材料和工艺等各方面的困难蒸汽机发明,终于在1769年制出了第一台样机。第一台带有冷凝器的蒸汽机虽然试制成功了,但它同纽可门蒸汽机相比,除了热效率有显著提高外,在作为动力机来带动其他工作机的性能方面仍未取得实质。

后来,瓦特制造出了一套被称为“太阳和行星”的齿轮联动装置蒸汽机发明,把活塞往返的直线运动转变为齿轮的旋转运动。由于对传统结构的这一重大革新,瓦特的这种蒸汽机真正成为了能带动一切工作机的动力。最终,使人类进入“蒸汽时代”。

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说到连杆运动,顺便讲一讲,在连杆系统领域中有一个困扰人类近百年的难题——利用连杆系统是否能画出直线来?

当时看来,这个问题是如此的困难,以至于人们普遍猜测甚至试图去证明,能画出直线的连杆压根儿是不存在的。

1864年,一位法国海军军官波塞利耶发明了第一个能画出直线的连杆系统,在当时引起了极大的轰动。波塞利耶连杆的原理并不难理解,利用初中几何知识足以证明其正确性。

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1757年格拉斯哥大学任命瓦特为其正式“数学仪器制造师”,并在校园里安排了一个车间。1785年瓦特被接受为英国皇家学会院士。

在英国各地,有超过50条道路以瓦特的名字命名。瓦特的创造精神、超人的才能和不懈的钻研为后人留下了宝贵的精神和物质财富。

参考文献

1..com/blog.顾森.个人博客

2.百度百科

3.历史上的今天

✎变形24点

本期题目:

用加、减、乘、除和括号,将“1736年1月19日”中的4个数:1,17,19,36进行计算,得到21。

上期答案:(20-18)×13+1=27

【“数学史”上的今天】栏目简介

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本栏目以重大历史事件为线索,介绍数学和数学家的故事,数学与各种文化的关系等。让学生了解数学发展的脉络,认识到数学并不是孤立的学科,而是联系生活的方方面面的。另外,以历史事件发生的日期,算变形24点,提高学生的心算能力。

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