《尼亚加拉瀑布发电站与马匹在能源史上的角色》 New 2025-01-02 作者 C3P00 一、交流电的胜利与尼亚加拉瀑布发电站 （一）电流标准之战中的转折 在电力发展的历程中，有一个关键的事件发生在凯尔文勋爵为亚当斯和塞勒斯工作的工程师们设计尼亚加拉瀑布能量利用系统期间。当时，在国际委员会的一次会议上，发生了激烈的交锋。坚决反对交流电的凯尔文勋爵提出了一项动议，要求将交流电排除在进一步审议之外。然而，塞勒斯对这项决议提出了质疑，他认为委员会当时对交流电的前景了解得还不够，不应该仓促地关上大门。这一天，美国工程师在这场与时代最杰出科学家的争论中取得了胜利（凯尔文勋爵后来道了歉）。这一胜利是具有深远意义的，它开启了交流电在更大范围内的应用。 （二）西屋公司的成功 西屋公司抓住了这个机会，在与爱迪生公司的竞争中脱颖而出。它赢得了通过交流电点亮1893年芝加哥世界博览会的生意，并且随后又获得了在尼亚加拉大瀑布建造发电厂的合同。这个发电厂建成后堪称一个奇迹。从建筑外观到内部设施都体现了当时的先进技术水平。麦基姆、米德与怀特这些著名的建筑师参与了厂房的设计，他们使用了从加拿大安大略省昆士顿采来的石灰石，并由意大利石匠铺设。厂房的建设非常巧妙，放置发电机和变压器的房屋建在尼亚加拉市上游的地面上，河水引入隧道后流入发电站，再从垂直管道下落，驱动大型双轮涡轮机。涡轮机连接到上面一层发电站地板上排放的5000马力发电机，转动发电机从而发电，然后将电力传输到变压器室升压至11千伏并送往布法罗等地。尼亚加拉瀑布发电站于1895年8月25日正式发电，首先是给附近的一家铝加工厂供电。仅仅一年之内，电力就被输送到比布法罗更远的400英里以外的纽约市。到1905年，尼亚加拉瀑布的发电量占美国总发电量的10%。当第二个发电站于1904年开始运营时，尼亚加拉电站的发电量总能力达到了惊人的10万马力，相当于全美国其他地方发电量的总功率。交流电赢得了电流标准之战，甚至让爱迪生都很不情愿地制造起这种设备来。这使得大大小小的电动机逐渐取代了蒸汽机那种低效传递动力的方式，电动机开始广泛应用于各个领域，从驱动单台缝纫机的马达到工业生产中的大型设备，电灯也开始照亮世界各地的城市。 二、马匹在能源史上的重要性 （一）城市里的马匹及其功能 在一个半世纪以前，马匹在城市的街道上随处可见。以曼哈顿为例，这个面积大约23平方英里的地方居住着180万人口，却有着约13万匹马。除了骑警和少数人在中央公园练习骑马外，大多数马匹都在从事各种运输工作。它们拉着两轮出租车、四轮马车、公车、有轨街车、平板车和货车等。马匹不仅承担着载客的任务，还负责运送牛奶、食物、洗衣店的衣服、啤酒、冰块和煤炭等多种物资。此外，它们还拖运消防车、洒水车，清除积雪以及马匹自己产生的粪便等。可以说，马匹是城市生活中不可或缺的一部分，就像活生生的“机器”一样。 （二）马匹品种与饲料需求 美国中西部的农民提供了纽约城所需的马匹。其中最受欢迎的马匹品种是佩切隆马。这种马体型较大，性格沉静，聪明有力，体重可达2000磅左右，肩高6英尺。它的皮毛多为灰色或白色。佩切隆马最初是在法国繁殖出来的，后来被引进到美国。在美国，农业生产用上了马拉机械，这也促使了种植面积的扩大。而要养活城市里的马匹需要大量的干草和谷物。一匹让人骑着玩的马每天需要吃大约9000卡路里的燕麦和干草，而在建筑工地上干活的马则需要近3万卡路里的饲料。一匹驮马每年要消耗大约3吨的干草和62.5蒲式耳（1吨）的燕麦，这就意味着大约需要4英亩的优质农田才能供养城里的一匹马的饲料。随着城市的发展，对马匹的需求增加，这也带动了农业的发展，尤其是干草种植业。从19世纪50年代开始，干草压榨机的普及降低了干草的运输成本，使得中西部的草原地带能够满足马匹饲料日益增长的需求。到1879年，美国全国干草产量总计3500万吨，到了1909年几乎增加了2倍，达到9700万吨。 （三）马粪的处理与利用 城市里的马匹每天都会排泄出大量的尿液和粪便。一匹干活的马每天会排泄大约1加仑的尿和30 – 50磅的粪便。这意味着每天在纽约街头会有大约400万磅的马粪和10万加仑的马尿。这些排泄物必须及时清除，否则会给城市带来困境。不过，在19世纪早期和中期，城市里的粪便无论是人类的还是动物的都被视为宝贵的副产品。街道清洁部门收集马粪并将其卖给当地的农民，农民们用粪便来为花园、牧场和田地施肥，从而为城市种植食物、干草和谷物。 三、鸟粪作为肥料的发展 （一）鸟粪的发现与初步研究 普鲁士探险家和博物学家亚历山大·冯·洪堡男爵在秘鲁发现了矿化的鸟粪。当他看到装着鸟粪石的驳船停靠在卡亚俄港口时，闻到了强烈的氨水味。他了解到在秘鲁海岸附近的岛屿上有堆积如山的鸟粪石。洪堡最初认为这种物质可能是像煤炭形成过程那样形成的，但后来经过化学分析发现并非如此。法国化学家的报告表明，鸟粪石含有多种对植物生长有益的元素，如氮、钾和磷等。不过由于当时人们对肥料帮助植物生长的功能尚未充分了解，再加上秘鲁地处南美洲的远端，鸟粪化石难以进入欧洲市场。 （二）鸟粪在美国的应用尝试 马里兰州的记者约翰·斯图尔特·斯金纳在1824年获得了一些鸟粪石。他将鸟粪石分送给一些从事农业的熟人进行试验。虽然有一位政治家表示这是他种印第安玉米见过的最有效的肥料，但由于种种原因，如种植者对这种新肥料的忽视或者使用不当等，鸟粪石在美国的大规模应用时机尚未成熟。不过，随着人们逐渐认识到鸟粪作为肥料的价值，它最终在农业生产中发挥了重要的作用。 总之，在能源发展史上，尼亚加拉瀑布发电站的成功建设和交流电的广泛应用标志着电力时代的重大进步，而马匹曾经在城市能源供应和交通运输等方面扮演了极为重要的角色，同时鸟粪作为一种天然的高效肥料也经历了从发现到逐步被认识和应用的过程。这些历史事件反映了人类在探索能源利用和发展农业等方面的不断努力和创新。💪🌍💡
一、交流电的胜利与尼亚加拉瀑布发电站
（一）电流标准之战中的转折
在电力发展的历程中，有一个关键的事件发生在凯尔文勋爵为亚当斯和塞勒斯工作的工程师们设计尼亚加拉瀑布能量利用系统期间。当时，在国际委员会的一次会议上，发生了激烈的交锋。坚决反对交流电的凯尔文勋爵提出了一项动议，要求将交流电排除在进一步审议之外。然而，塞勒斯对这项决议提出了质疑，他认为委员会当时对交流电的前景了解得还不够，不应该仓促地关上大门。这一天，美国工程师在这场与时代最杰出科学家的争论中取得了胜利（凯尔文勋爵后来道了歉）。这一胜利是具有深远意义的，它开启了交流电在更大范围内的应用。
（二）西屋公司的成功
西屋公司抓住了这个机会，在与爱迪生公司的竞争中脱颖而出。它赢得了通过交流电点亮1893年芝加哥世界博览会的生意，并且随后又获得了在尼亚加拉大瀑布建造发电厂的合同。这个发电厂建成后堪称一个奇迹。从建筑外观到内部设施都体现了当时的先进技术水平。麦基姆、米德与怀特这些著名的建筑师参与了厂房的设计，他们使用了从加拿大安大略省昆士顿采来的石灰石，并由意大利石匠铺设。厂房的建设非常巧妙，放置发电机和变压器的房屋建在尼亚加拉市上游的地面上，河水引入隧道后流入发电站，再从垂直管道下落，驱动大型双轮涡轮机。涡轮机连接到上面一层发电站地板上排放的5000马力发电机，转动发电机从而发电，然后将电力传输到变压器室升压至11千伏并送往布法罗等地。尼亚加拉瀑布发电站于1895年8月25日正式发电，首先是给附近的一家铝加工厂供电。仅仅一年之内，电力就被输送到比布法罗更远的400英里以外的纽约市。到1905年，尼亚加拉瀑布的发电量占美国总发电量的10%。当第二个发电站于1904年开始运营时，尼亚加拉电站的发电量总能力达到了惊人的10万马力，相当于全美国其他地方发电量的总功率。交流电赢得了电流标准之战，甚至让爱迪生都很不情愿地制造起这种设备来。这使得大大小小的电动机逐渐取代了蒸汽机那种低效传递动力的方式，电动机开始广泛应用于各个领域，从驱动单台缝纫机的马达到工业生产中的大型设备，电灯也开始照亮世界各地的城市。
二、马匹在能源史上的重要性
（一）城市里的马匹及其功能
在一个半世纪以前，马匹在城市的街道上随处可见。以曼哈顿为例，这个面积大约23平方英里的地方居住着180万人口，却有着约13万匹马。除了骑警和少数人在中央公园练习骑马外，大多数马匹都在从事各种运输工作。它们拉着两轮出租车、四轮马车、公车、有轨街车、平板车和货车等。马匹不仅承担着载客的任务，还负责运送牛奶、食物、洗衣店的衣服、啤酒、冰块和煤炭等多种物资。此外，它们还拖运消防车、洒水车，清除积雪以及马匹自己产生的粪便等。可以说，马匹是城市生活中不可或缺的一部分，就像活生生的“机器”一样。
（二）马匹品种与饲料需求
美国中西部的农民提供了纽约城所需的马匹。其中最受欢迎的马匹品种是佩切隆马。这种马体型较大，性格沉静，聪明有力，体重可达2000磅左右，肩高6英尺。它的皮毛多为灰色或白色。佩切隆马最初是在法国繁殖出来的，后来被引进到美国。在美国，农业生产用上了马拉机械，这也促使了种植面积的扩大。而要养活城市里的马匹需要大量的干草和谷物。一匹让人骑着玩的马每天需要吃大约9000卡路里的燕麦和干草，而在建筑工地上干活的马则需要近3万卡路里的饲料。一匹驮马每年要消耗大约3吨的干草和62.5蒲式耳（1吨）的燕麦，这就意味着大约需要4英亩的优质农田才能供养城里的一匹马的饲料。随着城市的发展，对马匹的需求增加，这也带动了农业的发展，尤其是干草种植业。从19世纪50年代开始，干草压榨机的普及降低了干草的运输成本，使得中西部的草原地带能够满足马匹饲料日益增长的需求。到1879年，美国全国干草产量总计3500万吨，到了1909年几乎增加了2倍，达到9700万吨。
（三）马粪的处理与利用
城市里的马匹每天都会排泄出大量的尿液和粪便。一匹干活的马每天会排泄大约1加仑的尿和30 – 50磅的粪便。这意味着每天在纽约街头会有大约400万磅的马粪和10万加仑的马尿。这些排泄物必须及时清除，否则会给城市带来困境。不过，在19世纪早期和中期，城市里的粪便无论是人类的还是动物的都被视为宝贵的副产品。街道清洁部门收集马粪并将其卖给当地的农民，农民们用粪便来为花园、牧场和田地施肥，从而为城市种植食物、干草和谷物。
三、鸟粪作为肥料的发展
（一）鸟粪的发现与初步研究
普鲁士探险家和博物学家亚历山大·冯·洪堡男爵在秘鲁发现了矿化的鸟粪。当他看到装着鸟粪石的驳船停靠在卡亚俄港口时，闻到了强烈的氨水味。他了解到在秘鲁海岸附近的岛屿上有堆积如山的鸟粪石。洪堡最初认为这种物质可能是像煤炭形成过程那样形成的，但后来经过化学分析发现并非如此。法国化学家的报告表明，鸟粪石含有多种对植物生长有益的元素，如氮、钾和磷等。不过由于当时人们对肥料帮助植物生长的功能尚未充分了解，再加上秘鲁地处南美洲的远端，鸟粪化石难以进入欧洲市场。
（二）鸟粪在美国的应用尝试
马里兰州的记者约翰·斯图尔特·斯金纳在1824年获得了一些鸟粪石。他将鸟粪石分送给一些从事农业的熟人进行试验。虽然有一位政治家表示这是他种印第安玉米见过的最有效的肥料，但由于种种原因，如种植者对这种新肥料的忽视或者使用不当等，鸟粪石在美国的大规模应用时机尚未成熟。不过，随着人们逐渐认识到鸟粪作为肥料的价值，它最终在农业生产中发挥了重要的作用。
总之，在能源发展史上，尼亚加拉瀑布发电站的成功建设和交流电的广泛应用标志着电力时代的重大进步，而马匹曾经在城市能源供应和交通运输等方面扮演了极为重要的角色，同时鸟粪作为一种天然的高效肥料也经历了从发现到逐步被认识和应用的过程。这些历史事件反映了人类在探索能源利用和发展农业等方面的不断努力和创新。💪🌍💡