Voda má řadu vlastností, které jsou nezbytné pro život na zemi a které ovlivnily i vývoj  lidské civilazcáce… a odedávna byla i předmětem lidského bádání a využívání.

Zatímco ve starověku se rozvíjela řada přírodních věd i  využívání jejich výsledků v praxi, středověk znamenal velký útlum v této oblasti. Teprve v jeho konci a postupně od začátku novověku nastalo oživení zkoumání přírody v nejrůznějších oblastech.

Předmětem zkoumání jedné z oblastí fyziky -  mechaniky tekutin -  je i pohyb vody spojený se změnami jejího skupenství.

Co víme z běžné praxe?

Představ si, že do prostoru, který vyplnila přehřátá vodní pára by byla vstříknuta studená voda – co by se stalo?

Poklička  (píst) by vlivem atmosférického tlaku vzduchu spadla dolů  – a naopak přehřátá vodní pára by ji zase zvedla – a to by se stále opakovalo…..

Na tomto principu fungovaly první parní stroje (atmosférické) používané např. pro čerpání vody z dolů.

V roce 1762 -5 James Watt pak objevil (či podstatně vylepšil) parní stroj takto:.

Prohlédni si základní části parního stroje na obrázku a  přečti si popis jeho práce

Přehřátá pára  z kotle   se vede do komory s pístem , kde svým tlakem způsobuje pohyb pístu (1). Z komory se po vykonání této práce pára   vypouští. Množství dodávané přehřáté páry do komory s pístem se reguluje šoupátkem (8)  prostřednictvím Wattova odstředivého regulátoru - 9 .

 Posuvný pohyb pístu se pak převádí na pohyb otáčivý (rotační) prostřednictvím  propojení pístní tyče  (2) přes kloub – tzv. křižák (3)  -  na pohyb ojnice (4) . Její pohyb  se přes  kliku čepu ojnice (5) – přenáší na excentrický mechanismus pro vnější rotační pohyb (6). Ten je  spojený se setrvačníkem (7)  zajišťující plynulost pohybu.

Zkus si nyní samostatně popsat obrázek znázorňující přenos tlaku vodní páry na píst a převod posuvného pohybu pístu na rotační pohyb (např. na kolo vlaku).

Výkon stroje je závislý na tlaku přehřáté vodní páry – část výkonu ovšem odebírá popsané  ústrojí vnějšího rozvodu, např. převádění posuvného pohybu na rotační, případně i na změny otáčení.

Pohyb pístu se nemusí vždy přenášet  na rotační pohyb, ale může se přenášet postupně i na několik dalších pístů ve stejné poloze.  To jsou tzv. stacionární parní stroje.

Pozoruj animaci zjednodušeného stroje s trojí následnou expanzí – tlak v prvním válci  (s přívodem přehřáté vodní páry) je nejvyšší a postupně klesá.

Využívání parního stroje nastartovalo průmyslovou revoluci. O tom, že uhlí hoří, se vědělo už dávno, ale teprve nedostatek dřeva vedl k počátkům jeho využívání.

Vlastnost paliva, která udává, kolik energie se  uvolní úplným spálením jeho jedné jednotky (obvykle 1 kg) je výhřevnost.

Porovnej, kolik energie se uvolňuje ze dřeva a kolik z uhlí:            

Výhřevnost dřeva (při 25% vlhkosti) je průměrně      12,1 - 14 MJ /kg

                   černého  uhlí                                             18 – 30MJ/kg

                   hnědého uhlí                                              15 – 20 MJ/kg

K zahřátí vody a vytvoření vodní páry bylo  potřebné dřevo, nebo bylo třeba najít něco jiného (nového) – tedy nový energetický zdroj.

V prvních parních lokomotivách se z počátku ještě spalovalo dřevo, ale brzy se ukázalo, že je možno daleko lépe využít černé uhlí, ve kterém je koncentrováno velké množství energie. 

Novým energetickým zdrojem se stalo uhlí.

Jak se změnila doprava?

                Parní lokomotiva z roku 1829                                             Parní lokomotiva z roku 1924

Jak se stacionární parní stroje používaly pro výrobu?

      Stacionární parní stroj 1884