在人类存在的过程中，最重要的增长催化剂是我们从世界汲取能量的能力。
驯服火焰孕育了现代人类，利用风的力量使早期的探险家得以周游世界，但今天我们将探索人类最伟大的发明之一 蒸汽机背后的历史和科学。
蒸汽机的发展彻底改变了我们的社会。
它为贸易开辟了新途径，大批农村人口向新工业化城市迁移。
但我发现最吸引人的是它的发展历程。
这是最早的实用蒸汽机之一，它被用来抽水，效率非常低。
这台机器不会引发任何工业革命，但在煤炭开采中发挥了巨大的作用。
为了探究为什么蒸汽机会如此低效，让我们先谈谈它是如何工作的。
发动机将储存在煤中的能量转化为热能。
,然后这些热量被用来形成蒸汽，蒸汽膨胀，活塞缸压力增大，活塞升上去。
这里没有其他机械功，因为链条只能在拉力下传递力。
当冷水被喷到气缸里时，就会发生功率冲程。
温度降低，压力下降。
大气压现在把活塞压下来。
我们想要量化这个引擎循环做了多少功。
为了做到这一点，我们画出活塞汽缸内的压力和体积。
里面的面积是所做的功，这是理想的PV图。
但在实践中，有更多的能量被浪费。
我们损失了很大一部分能量，环境也消耗了大量的能量，这可以通过热成像清晰地看到。
用冷水冷却整个汽缸，能量损失更大。
因此，改进是制造一个单独的冷凝器，在这里蒸汽可以冷却，而不会冷却整个汽缸。
还有很多其他的原因导致蒸汽机能量损失。
其中许多是不可避免的，但我们可以通过升级活塞筒来改善这种情况。
在蒸汽机的早期，没有精确和坚固的活塞钢瓶所需的制造技术。
当约翰·威尔金森发明这台机器时，情况发生了变化。
这台镗床可进行精密加工铁钢瓶，减少蒸汽泄漏，使活塞缸更坚固，压力更大。
到此我们开始看到一台能够引发工业革命的蒸汽机，但这种往复运动并没有多少应用场景。
特别是用链条连接它们时，我们需要的是旋转运动，它需要一个非常不同的结构。
要把这个线性运动转换成旋转运动，因此需要曲轴和连杆。
活塞的侧面转动了活塞缸，这样气压就不能再把活塞往下推了，所以需要在回流行程中使用蒸汽。
还需要一个控制阀来控制蒸汽何时进入和离开气缸。
蒸汽机现在正致力于发动机的两冲程，提高其效率和动力。
但是像这样的活塞发动机并不能产生恒定的扭矩，它的速度和扭矩会不断变化，就像这样。
这可能引起震动，我们可以用飞轮来减少这种情况。
它储存转动能和转动惯量，并将扭矩释放出来。
它本质上是一个机械电池。
大卫罗伯特用他自己创造的V8螺线管引擎完美地展示了这一点。
在这里你可以看到引擎将继续旋转没有额外的动力。
蒸汽机的发展告诉我们很多关于热力和机械效率的知识，你可能认为蒸汽引擎已经过时了，但事实上，几乎所有的大型电站仍在使用蒸汽热能转换技术，不管是来自煤炭，核能或太阳能。
随着蒸汽涡轮机的发展，这项技术已经发展成一种更有效的形式。
感谢收看，还有最后一个设备，它是工业革命最具标志性的发明之一，离心调节器。
我已经在评论区听到了关于离心调节器的呼声。
我将在一个独立的视频介绍离心调节器。
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