第四节 修理纽科门机模型
尽管纽科门式的蒸汽机已经在英格兰普遍使用，但是在苏格兰，似乎对于科技的反应比较慢一点，直到1750年，斯达林格雪的亚尔芬斯顿的煤矿才开始装设这种蒸汽机。
十年以后，格拉斯哥附近的煤矿才装设了第二架蒸汽机，且以“火花”这一个绰号而出名。
鲁滨逊离开格拉斯哥之前，曾经向瓦特提起自己的一个新观点，既然蒸汽机械能够被制造出来应用到实际生活之中，为什么只局限在矿坑抽水呢？难道就不能用在其他方面吗？
鲁滨逊离开之后，研究这个问题的重担，就都落在了瓦特的身上。刚好就在这个时候，瓦特获悉了格拉斯哥大学的标本室里有一架纽科门机的模型。
瓦特压抑住内心的兴奋跑到格拉斯哥大学，找到了负责标本管理的布莱克教授。
“你好，布莱克教授，我听鲁滨逊说您这里有纽科门蒸汽机的模型，是吗？”
“有是有的，不过大部分都损坏了！”
“损坏了也没有关系，给我看一下就行了。”
“好吧！反正也已经损坏了，不过瓦特先生您是出了名的无所不能，也请你修理一下吧！”
“好的，那么，请允许我把它带回去研究吧！”
瓦特就把这个模型带回店铺去了，这是他第一次看到纽科门机的模型。
这个模型的锅炉较普通的开水壶还得小一点，汽筒的直径不过只有0.18米，长0.5米而已，简直像玩具一样。
但是其中却藏有他即将开始研究的所有东西。
怀着激动的心情，瓦特马上把模型机械拆开。这是他一贯的做法，直到领会了它的构造或操纵方法之后，才将损坏的地方完全修好，再好好地装配起来。
瓦特迫不及待地生起了火，把火放在锅炉底下，想转动模型看看效果。
水一开就冒出许多蒸汽来，扭动活门，蒸汽就进入那个小汽简内，咕隆咕隆地开始转动了起来。
“啊！动了！动了！”
看到模型转动了，瓦特很开心，但是奇怪的是活塞只动了三四下，就突然停止了。
“怎么回事？”瓦特又重复地试验了一下，但结果还是一样。
三次、四次、五次，做了好几次，活塞仍然半途停了下来。
“奇怪！什么缘故呢？”
实验似乎遇到了瓶颈，瓦特将手里的实验暂时放下，他立刻到图书馆去翻查书本，想要从书中寻找到答案。
遗憾的是，书本中并没有关于这种现象或者类似情景的描述，也就是说，瓦特除了再进行大量重复的实验之外，没有其他办法。
瓦特又把模型机械的各部分重新检查了一番，在经过好几次同样的实验之后，终于发现了问题出在什么地方。
原来纽科门式汽筒应该是铁制的，但是模型却是用黄铜制造的，铁和铜的物理性质并不相同，对于热力的消耗不一样，加热和冷却速度也不同。
但是根本上，汽筒的大小和锅炉成正比，假如相差得太远，当然活塞只动了几下，就会因没有蒸汽的关系而停止了。
照理说，模型的各部分都是按照实物用缩尺量好造成的，为什么会有这种矛盾的现象？
“会不会是缩尺量错了呢？”
瓦特首先怀疑模型与实物之间的原始比例。
假使它是1/3的缩尺，虽然长度为1/3，可是面积就变为1/9，容积却变为1/27了。
但是这个模型，好像并没有依据1/3的缩尺来做样子。
如果是1/10的缩尺，长当为1/10，面积也就为实物的1/100，容积则为1/1000.
所以说，活塞的长度如果是实物的1/10，加热面积或汽筒的露出面积就为实物的1/100，锅炉的容积则为实物的1/1000了。
这只是其中的一个问题，另外，更为重要的问题是，无法使机器顺利转动的原因是汽筒的温度问题。
蒸汽一遇到冷的物体就立刻凝结起来，所以，最初把蒸汽从锅炉输送到汽筒里去的时候，为了不使蒸汽无谓地凝结，所以汽筒就必须保持在沸点，即100摄氏度以上。
可是要想把满汽筒的蒸汽凝结，使之形成真空，则又得把汽筒的温度下降到常温，也就是15摄氏度以下了。
在汽筒内喷射冷水，目的就是为了促使温度迅速下降，使蒸汽早点凝结。也就是汽筒必须不断地被加热和冷却。
可是问题却在于一旦冷却了汽筒的温度，要想把它再升高到沸点，势必非要消耗掉大量的蒸汽不可。
十年以后，格拉斯哥附近的煤矿才装设了第二架蒸汽机，且以“火花”这一个绰号而出名。
鲁滨逊离开格拉斯哥之前，曾经向瓦特提起自己的一个新观点，既然蒸汽机械能够被制造出来应用到实际生活之中，为什么只局限在矿坑抽水呢？难道就不能用在其他方面吗？
鲁滨逊离开之后，研究这个问题的重担，就都落在了瓦特的身上。刚好就在这个时候，瓦特获悉了格拉斯哥大学的标本室里有一架纽科门机的模型。
瓦特压抑住内心的兴奋跑到格拉斯哥大学，找到了负责标本管理的布莱克教授。
“你好，布莱克教授，我听鲁滨逊说您这里有纽科门蒸汽机的模型，是吗？”
“有是有的，不过大部分都损坏了！”
“损坏了也没有关系，给我看一下就行了。”
“好吧！反正也已经损坏了，不过瓦特先生您是出了名的无所不能，也请你修理一下吧！”
“好的，那么，请允许我把它带回去研究吧！”
瓦特就把这个模型带回店铺去了，这是他第一次看到纽科门机的模型。
这个模型的锅炉较普通的开水壶还得小一点，汽筒的直径不过只有0.18米，长0.5米而已，简直像玩具一样。
但是其中却藏有他即将开始研究的所有东西。
怀着激动的心情，瓦特马上把模型机械拆开。这是他一贯的做法，直到领会了它的构造或操纵方法之后，才将损坏的地方完全修好，再好好地装配起来。
瓦特迫不及待地生起了火，把火放在锅炉底下，想转动模型看看效果。
水一开就冒出许多蒸汽来，扭动活门，蒸汽就进入那个小汽简内，咕隆咕隆地开始转动了起来。
“啊！动了！动了！”
看到模型转动了，瓦特很开心，但是奇怪的是活塞只动了三四下，就突然停止了。
“怎么回事？”瓦特又重复地试验了一下，但结果还是一样。
三次、四次、五次，做了好几次，活塞仍然半途停了下来。
“奇怪！什么缘故呢？”
实验似乎遇到了瓶颈，瓦特将手里的实验暂时放下，他立刻到图书馆去翻查书本，想要从书中寻找到答案。
遗憾的是，书本中并没有关于这种现象或者类似情景的描述，也就是说，瓦特除了再进行大量重复的实验之外，没有其他办法。
瓦特又把模型机械的各部分重新检查了一番，在经过好几次同样的实验之后，终于发现了问题出在什么地方。
原来纽科门式汽筒应该是铁制的，但是模型却是用黄铜制造的，铁和铜的物理性质并不相同，对于热力的消耗不一样，加热和冷却速度也不同。
但是根本上，汽筒的大小和锅炉成正比，假如相差得太远，当然活塞只动了几下，就会因没有蒸汽的关系而停止了。
照理说，模型的各部分都是按照实物用缩尺量好造成的，为什么会有这种矛盾的现象？
“会不会是缩尺量错了呢？”
瓦特首先怀疑模型与实物之间的原始比例。
假使它是1/3的缩尺，虽然长度为1/3，可是面积就变为1/9，容积却变为1/27了。
但是这个模型，好像并没有依据1/3的缩尺来做样子。
如果是1/10的缩尺，长当为1/10，面积也就为实物的1/100，容积则为1/1000.
所以说，活塞的长度如果是实物的1/10，加热面积或汽筒的露出面积就为实物的1/100，锅炉的容积则为实物的1/1000了。
这只是其中的一个问题，另外，更为重要的问题是，无法使机器顺利转动的原因是汽筒的温度问题。
蒸汽一遇到冷的物体就立刻凝结起来，所以，最初把蒸汽从锅炉输送到汽筒里去的时候，为了不使蒸汽无谓地凝结，所以汽筒就必须保持在沸点，即100摄氏度以上。
可是要想把满汽筒的蒸汽凝结，使之形成真空，则又得把汽筒的温度下降到常温，也就是15摄氏度以下了。
在汽筒内喷射冷水，目的就是为了促使温度迅速下降，使蒸汽早点凝结。也就是汽筒必须不断地被加热和冷却。
可是问题却在于一旦冷却了汽筒的温度，要想把它再升高到沸点，势必非要消耗掉大量的蒸汽不可。
