一、橡胶轮胎的发明
一位普通的英国人叫邓禄普,于1887年发明了橡胶轮胎,至今仍是我们生活中不可缺少的物品。
邓禄普是从事医务工作的。他热爱生活,热爱自己的亲人,肯动脑筋,业余时间喜欢做些家务,把家里整理得非常清洁、舒适。他有个儿子只有12岁,是他心中的宝贝。一天,他儿子见到小伙伴骑自行车,很好玩,跑回来找他要玩自行车。邓禄普只好给心爱的儿子买一辆。当时的自行车,轮子是木制的,骑起来很费力。他的儿子在院内石头铺的路面上骑自行车玩,车轮与石头路面硬碰硬,震动大,不小心,从车上摔了下来,头也跌破了,爬起来还要骑。邓禄普看着很心疼自己的儿子,他在想怎样才能让儿子玩得轻松愉快呢?
-天邓禄普手拿着一根橡胶管,在院内给花浇水。儿子骑自行车从橡胶管上碾了过去,他发觉手中的胶管抖动了一下,引起了他的注意;接下来他有意用力握紧水管,再松开,再握紧,再松开,这样重复做十多次。他自言自语地说:“胶管有弹性。”邓禄普从中受到了启发,他想如果用橡胶管做轮胎,换掉没有弹性的木轮,一定会省力,还能减少振动。
邓禄普是个爽快的人,动手能力强,想到要做到。他拿来灌满水的橡胶管,绑在自行车的轮子上,叫儿子骑上试试儿子骑上后转一圈,高兴地叫起来:“太舒服了,棒极了。”邓禄普看见儿子骑起来,确实比改装前省力又平稳,他觉得自己的做法很有实用价值,是一项发明,于是申请了专利,在社会进行了推广。后来人们在应用中又加以改进,向胶管内充气代替灌水,便成了现在人们使用的轮胎,用起来很方便,所以在一代一代地用着。
二、自行车的发明
自行车是我们日常生活中最简便、最经济实用的交通工具。它最初的名字叫“奔跑机”,是用木材制作的车架和车轮,由于它不需要燃料,而得到人们广泛使用。后来伴随着工业的发展,在使用中不断改进,才制成今天我们用的钢架、橡胶轮胎自行车。
自行车的发明人叫德莱士,是德国人。1813年,德莱士在一个林区当森林监督员。工作很艰苦,整天在林区里转,要走很多里路。有一天德莱士走得实在太累了,要休息一会儿,就坐在一棵被伐倒的一段圆木上,一边唱着歌一边晃动。突然,他觉得坐下的圆木随着身体晃动,在前后滚动,他脑中产生一种创意,如能将圆木向前滚动,坐在上面一定会省力。于是,他开始思索做一个不用燃料就能帮助自己行走的车子。德莱士是个心灵手巧的人,他自己动手,边想边做。经过反复研制,终于制成一个木架,中间有座,架前装有把手,木架下面一前一后装有两个可以滚动的圆木轮子。当天他高兴极了,在路上骑上木车子,双手握把,两脚向后一蹬,只见轮子向前滚动;再向后蹬,轮子又向前滚动。他两脚不停地向后蹬,木轮车就快速向前奔跑,几个年轻的伙伴高兴地跟在后面拼足劲地跑,累得气喘吁吁还是追不上。很明显,物体一旦向前滚动起来,它的速度就会成倍增长。德莱士骑在车子上一定比人跑得快,还省力。
德莱士把木车子叫做“奔跑机”。后来人们把这个发明传遍了德国,并传向世界。
三、蒸汽机的发明
詹姆斯?瓦特(1736-1819)是英国发明家,他对当时已出现的原始蒸汽机做了一系列改进和创新,提高了蒸汽机的热效率和工作的可靠性,使蒸汽机成为工业上的发动机,被广泛应用,从而大大提高了社会生产力。
瓦特生于1736年,英国格里诺克城一个机械工人家庭。他小时候没有受过系统教育,但很聪明,喜学好问,有股钻劲。一年冬季一个寒冷的傍晚,瓦特和奶奶围坐在火炉旁取暖,炉上放着水壶正烧水。一会儿水沸腾了,壶盖不停地向上跳动,发出“噗,噗”的声响。瓦特好奇地问奶奶:“这壶盖怎么向上跳动呢?”奶奶告诉他:“是水烧开了。”瓦特又问奶奶:“水烧开了,壶盖怎么就会动呢?”奶奶说:“水开了,就有汽冒出来,是汽把盖子顶起来的。”瓦特若有所思地说:“这汽的力量真大呀。”这件事在他幼小的心灵里深深地扎下了根,他时常琢磨着水蒸气产生的压力。
瓦特18岁时开始学徒,20岁时到格拉斯哥大学当实验员,专门维修各种教学仪器。
1698年,英国人萨弗里发明了蒸汽抽水机,为矿井抽水使用,但这种蒸汽抽水机消耗燃料太多,使用又不安全,未能得以推广。
1705年,英国人纽康门制造了一种改良的蒸汽机,由于存在着忽冷忽热、温度无法控制、不安全、不稳定等多种缺陷,也没能得到应用,只能当做蒸汽机模型。1763年,在瓦特工作的大学里运进了一台这种蒸汽机,由瓦特负责修理。从此他孜孜不倦地阅读了许多用蒸汽作机械动力的资料,下决心要研制出一台更好的、更有实用价值的蒸汽机。
但是,大学里没有试制蒸汽机的计划,要试验和研制,一切费用都要瓦特个人承担。他就把家里的钱全拿出来搞研制,不够再向朋友借,又借些贷款。蒸汽机还没有试制成功,瓦特已是债台高筑,到了走投无路的地步。有一天,瓦特的朋友特意来找他,告诉他有一个铁工厂的老板叫伯明翰想制造蒸汽机,有资金,就是没有人领头做。瓦特很高兴地答应了去这家铁工厂制造蒸汽机。
伯明翰铁工厂里有许多熟练的机械工人,瓦特在他们的帮助下,经过反复实验和研制,终于在1769年制成了一台装有分离冷凝器的单动式蒸汽机。经过实验,蒸汽机运行正常,安全可靠。大家都夸奖瓦特的发明,他却没有满足自己的成就,要继续研制。
1782年,瓦特发明的联动式蒸汽机试制成功。他又发明了气压表,气动锤等,更加完善了蒸汽机。用蒸汽机做动力,可以带动各种机械。
1807年,美国人富尔顿把瓦特发明的蒸汽机安装在轮船上,从此轮船通航全世界。
1814年,英国人史蒂文森把瓦特的蒸汽机装在火车上,从此铁路交通遍及五大洲。
蒸汽机的发明给各行各业带来了巨大的动力,英国工业出现了空前的飞跃。科学家们为了纪念瓦特的发明,把发电机和电动机的功率计算单位称为“瓦特”,简称为“瓦”。
四、轮船的发明
19世纪初,美国有位着名的科学家罗伯特?富尔顿,1765年生于美国宾夕法尼亚州兰开斯特一个农场工人家庭。富尔顿从小就很聪明、喜欢动脑筋、遇事好问个为什么,还要想一想怎么办。
14岁那年的一天,富尔顿和几个小朋友在河里划小船、大家玩得正在兴头上,突然刮起了大风,吹得小船在河里晃来晃去,他们拼命地划,才把船划到了岸边回到家里,富尔顿虽然觉得很累,但躺在床上心里琢磨一直着用什么办法不费劲就能让船逆风而行。第二天,他来到河边,上船后又在琢磨着昨天的问题。他躺在小船上想着,双脚在水面上不由自主地拍打着,过了一会儿,他发现小船已离开岸边好远。他猛然坐起来,自问这是怎么回事?他静下来想一想,意识到是自己双脚拍打水面的结果。于是又用双脚拍打水面,船又前进了。富尔顿受到了启发,兴奋地想着,如果在船的两侧装上可以转动的轮子,轮子再装上桨叶,只要转动轮子,桨叶就会拍打水,船就会前进了。想到这里,富尔顿高兴地跑去找那些小朋友,把自己的想法告诉他们。大家都愿意试试看,于是一起动手在小船两边装上了可以转动的木桨轮,伙伴们摇动转轴,小船果然前进了,大家玩得非常高兴。
1793年,富尔顿开始潜心研制轮船。他吸取前人的经验和教训,绘制了许多机器草图,桨轮和船的草图,并做模型实验。经过十多年坚持不懈的努力,于1807年研制出一艘“克莱蒙特”号蒸汽轮船。
1807年7月4日,在美国纽约附近的哈得逊河上,停着一艘木制的船,船上立着一个大烟囱,烟囱冒着黑烟,船体两侧各有一个大水车式的放置机械,这就是富尔顿研制的“克莱蒙特”号轮船。船缓缓开动了,岸上的观众欢呼“动了,动了”。船上的人频频摆手,大家共同为富尔顿的发明成功而庆贺。轮船沿着哈得逊河逆流而上,渐渐把一艘艘帆船抛在后面。经过32小时航行,“克莱蒙特”号到达距离纽约240公里的阿尔巴尼城,试航成功了。从此,“克莱蒙特”号成了哈得逊河的定期班轮,在沿河上下游城市间往返。
1836年,英国有一位造船师对富尔顿的明轮蒸汽船进行改造,制成了潜水的螺旋桨推进器,装在船尾,从此,人类可以跨越海洋,把各洲各国之间的距离缩短。
五、硫化橡胶的发明
美国人古德伊尔生于1800年,他的父亲是商人。当时,东南亚生产的生橡胶运到了美国。生橡胶柔软,不怕水,但是夏天太热发黏,冬天太冷发硬,人们觉得它很有用途,许多有学问的人在研究橡胶,受他们的影响,古德伊尔从小就对橡胶产生了兴趣。
1824年,他的父亲经商亏本,家道衰败。1830年,古德伊尔父亲病故,他不仅没有继承家产,而且背上了债务。后来因欠债太多还不上被告到法庭,31岁的古德伊尔坐牢了。在牢里,因为没有人讨债,他就利用坐牢的时间清静地、聚精会神地研究起橡胶来了,同牢的人嘲笑他太傻。
刑满出狱后,古德伊尔开了一个修理雨鞋的小店铺。他用生橡胶涂在鞋面上防水,春秋生意还算好,但是,到夏季天气炎热,涂在鞋上的生橡胶就化了,没有顾客来修鞋,生活只能依靠妻子为人家缝衣服维持,孩子也因没钱交学费而停学。古德伊尔依然没有停止对橡胶的研究。他试着用一定量的镁掺进生橡胶里、再放到石灰水中加热处理的方法,使生橡胶的性能提高了一步,但仍经不住夏季高温的考验。他又在朋友的提示下,把硫黄掺进生橡胶里,在夏季炎热的太阳下曝晒。这样做后,生橡胶的性能的确有很大提高,但仍存在发软发黏的问题。
1940年冬季,在一个寒冷的夜晚,古德伊尔一边烤着火,一边思考着怎样继续实验。他拿着掺有硫黄的生橡胶碰到了火炉上,突然觉得发烫,迅速地把手抽了回来,他看着烫伤的手,发现生橡胶烤焦了。他用手掸了掸这块烤焦了的橡胶,橡胶表面焦了,里面却有些弹力。古德伊尔被这突然的发现吸引住了,他拿着这块橡胶捏来捏去,仔细地看着、琢磨着。他想,生橡胶在炎热的太阳下晒得发黏,是由于温度不够高。生橡胶在炉火上烤,就焦了,说明炉火温度高,而里面还有弹力,恰好说明里面的温度合适,能保持正常形态。于是古德伊尔有了新的试验方案,他卖掉了家里值钱的东西,购买了测温仪器,经过反复实验、测量、改进方案,终于找到了一个方法:把适量的硫黄和催化剂加入生橡胶中,经过130~150度的温度处理,生产出的硫化橡胶柔软、耐磨、有弹性。古德伊尔的发明成功了。
1845年,古德伊尔发明的硫化橡胶取得了美国的专利权。他拿专利入股一个化工厂合伙生产硫化橡胶。这种橡胶上市后很受欢迎,被广泛应用于制鞋、制衣、制造轮胎,成为人们不可缺少的生活资料之一。
六、火车的发明
1769年瓦特发明了蒸汽机,使人类掌握了动力机器,因而在世界范围内出现了工业革命。首先在矿山运输方面废除了马拉矿车,换上了极简陋的蒸汽车,在轨道上往返运输矿石。
英国人乔治?史蒂文森就出生在这样的蒸汽机时代。他自幼家贫,没有读过书,14岁就在煤矿当矿工,每天与蒸汽机打交道,逐渐熟悉了蒸汽机的构造和性能。他勤奋好学,为了摘掉“文盲”帽子,18岁开始参加英国维拉蒙特塔茵一所煤矿子弟夜校的学习,掌握了必要的数理化知识。接下来,他阅读了大量的科技书籍。1812年开始,他把主要精力用在研制蒸汽机车上,改革了矿山用的极简陋的蒸汽车。他动脑筋把机车体积改小,提高了牵引力。但是,蒸汽机汽缸排气的噪声非常大,遭到了周围人的抗议。史蒂文森接受了大家的批评建议,细心地琢磨着解决这个问题。一天,他终于想出了办法。他用导气管把喷出的废蒸气引到烟筒里,这样做既减少了噪声,又能加快炉内的空气循环,使煤的燃烧更旺,从而增加机车的牵引力,一举两得。史蒂文森把这个发明用于改进自己设计的机车上,使蒸汽车更加完善。
1825年9月27日,经过英政府批准,史蒂文森驾驶着他发明的“旅行1”号蒸汽机车,这辆蒸汽机车牵引30节车厢,运载旅客六百多人,还有煤和其他物质。只听汽笛一声长鸣,火车慢慢地开动起来,像一条巨龙行驶在“煤都”达森顿至海港斯托敦之间的一条铁路上。为了保证沿途安全,英国政府还派人骑马举旗,在火车前引路。几小时后,史蒂文森驾驶的蒸汽机车顺利到达了终点站,等候在那里的人们用热烈的掌声和欢呼声迎接着他。这是世界上第一台运载旅客在铁路上行驶的蒸汽机车。
1829年,英国政府在利物浦和曼彻斯特之间铺设一条新铁路,为了挑选最好的蒸汽机车,决定进行一次比赛。当时有三台披红挂绿的蒸汽机车参加比赛,结果是史蒂文森发明的“火箭”号机车,拉着13吨货物,以每小时24公里的速度首先跑完100公里,赢得比赛第一名。史蒂文森发明蒸汽机车有杰出的贡献,被人们称为“火车之父”。
七、火车挂钩的发明
詹天佑(1861-1919),中国铁路专家。安徽婺源人(今属江西),出生于广东南海。他从小对机器有浓厚兴趣,聪明好学。12岁时,以中国第一批官费留学生的身份被派送到美国留学,在美国学习10年。1881年,他毕业于耶鲁大学,获得学士学位。
回国后,他看到帝国主义对中国的野蛮掠夺、蔑视和欺凌,十分气愤,决心不依靠外国人,要以自己的技术为国效力,把我国的铁路修好。1903年,清政府要修筑由高碑店直达西陵的新易铁路,詹天佑和他的工程人员在严冬季节施工,仅用4个月就完成了任务,从而鼓舞了中国人民自力更生修筑铁路的信心和勇气。