James Watt: Biografi, uppfinningar och bidrag

James Watt (1736-1819) var en berömd skotsk ingenjör och uppfinnare vars förbättringar av ångmotorn var grundläggande för sin expansion och därmed möjliggjorde den första industriella revolutionen, vilket innebar stora förändringar i dagens samhälle.

När man pratar om den här uppfinnaren berättas ofta en Watts historia fascinerad av synen av en kokande kittel; Speciellt, observera den kraft som ångan utövar på locket. Versionerna varierar: i vissa Watt är han ung och i andra är han äldre. Det observerade objektet ändrar också sin ägare, som tillskrivs modern och andra gånger till sin moster.

Det som är säkert är att denna enkla historia symboliserar fascinationen som ledde James Watt till att bli en av de mest inflytelserika männen i sin tid.

Till hans ära finns flera ställen som heter hans namn. Bland dessa är Watt-biblioteket, beläget i Greenock; James Watt University, som också ligger i hans hemstad; Heriot-Watt University, baserat i Edinburgh; och några vetenskapliga fakulteter i hela Förenade kungariket.

biografi

James Watt föddes den 19 januari 1736 i den skotska staden Greenock, Skottland. Son av en framgångsrik köpman och tillverkare av fartyg, Watts var ett barn vars hälsa var mycket bräcklig.

Från grundskolan lärde han sig bara geometri, latin och grek, eftersom han var utbildad hemma av sina föräldrar. Det var där som hans mamma lärde honom att skriva och läsa, samt var han lärde sig aritmetiska.

Watt tillbringade större delen av sin tid i sin fars verkstad. Där hade han verktyg och smedja, som han lärde sig att förbättra och stärka sin fars båtar. Det var han som lärde James hur man gör instrument och artefakter av trä och metall.

Den unga Watt lärde snart handel med snickeri med ett spel som hans far gav honom: med detta ångra han modifierade sina leksaker och omvandlade dem till nya saker.

James mamma dog när han bara var sjutton år gammal; En kort tid senare föll hans fars verksamhet snabbt. Dessa händelser motiverade James att söka bättre möjligheter på nya platser.

År 1755 bosatt Watt i London, huvudstaden i England, att träna som en lärling i en workshop av matematiska instrument. På den tiden lärde han sig göra instrument relaterade till navigering. Den unga Watt bestämde sig för att återvända till Skottland ett år senare, eftersom han i London såg en obekväm och obehaglig miljö.

Återgå till Glasgow

James Watt ville etablera sig i Glasgow, den skotska huvudstaden, som en instrumenttillverkare. Glasgows smedsgilde begränsade dock möjligheten att handla sina instrument. Smeden hävdade att han måste lära sig i minst sju år innan han handlade med sina verktyg.

Denna incident ledde Watt till University of Glasgow 1756. Hans första uppdrag var att reparera en försändelse av astronomiska instrument som tillhör Alexander Macfarlane, en skotsk handelsman baserad på Jamaica. En del av dessa artefakter installerades sedan i observatoriet för nämnda studiehus.

Det var vid University of Glasgow att Watt träffade ett stort antal forskare. Bland dem är Joseph Black, far till modern kemi och studier av värme, med vilken han etablerat ett grundläggande förhållande för ångmaskinens utveckling.

1759 träffade Watt James Craig, arkitekt och affärsman. De två bildade ett affärsförhållande: i sex år Watt tillverkade kvadranter, mikroskop och andra optiska instrument i en liten workshop på Trongate.

År 1763 blev han aktieägare i keramik Delftfield Pottery Co. Watt arbetade också som civilingenjör, som utförde olika inspektioner och byggande av Forth and Clyde och Caledonian kanaler.

Watt gifte sig med sin kusin Margaret Miller 1764, med vilken han hade fem barn. Av dessa levde bara två till vuxen ålder: James Jr. och Margaret. Åtta år senare blev Watt en änkling.

Boulton & Watt: början på en revolution

Watt tillbringade de närmaste åren av sitt liv som förbättrade designen av ångmotorn innan han flyttades till Birmingham år 1774.

Där gick han samman med Matthew Boulton, industrimagnet och ägare till Soho-gjuteriet. Att vara en misstänkt man var Watt inte kompetent i affärer. Men hans vänskap med Boulton gjorde det möjligt för honom att göra sin maskin känd och berika sig själv.

Ett år senare fick gjuteriet två order att bygga Watt-ångmotorn. 1776 installerades maskinerna; Dess framgångsspridning och gjuteriet fortsatte att ta emot tillverkningsorder. År 1777 giftes Watt med Ann MacGregor, dotter till en tillverkare av bläck; av detta andra äktenskap Gregory, Janet och Ann föddes.

Samarbetet med Boulton ledde Watt att uppgradera sin ångmaskin till fem gånger effektivare än Newcomens. Snart användes dess uppfinning i gruvor, fabriker, fabriker, gjuterier och textilerier. Från detta ögonblick börjar den industriella revolutionen att ta form och expandera över hela världen.

Senaste åren

Förbättringarna i ångmotorn gjorde James Watt till en rik man: han gick i pension 1800, köpte stugor i Skottland, reste med sin fru till Frankrike och Tyskland och deltog i samhällen som ägnade sig åt vetenskap och konst.

Watts bidrag erkändes allmänt under hans liv: han var medlem av Royal Society of London och även av Royal Society of Edinburgh. Universitetet i Glasgow gav honom titeln doktorer i lagar 1806, den franska akademin för vetenskaper utsåg honom en medlem 1814 och erbjöds även titeln baron, men Watt avvisade den.

Uppfinningen upptog en central plats i James Watts liv. Efter att ha gått i pension, utformade han nya instrument i en liten workshop tills han dog den 19 augusti 1819. Hans bidrag gjorde det möjligt för Storbritannien att bli världens första industrialiserade samhälle.

Inventos

Sedan hans förhållande till James Craig blev Watt intresserad av designen av ångmotorer och det var inte förrän 1763 då han fick möjlighet att studera dem: professor John Anderson, naturfilosofi, beställde Watt att reparera en ångmaskin konstruerad av Thomas Newcomen år 1711.

Watt kunde reparera maskinen, men den skadades alltid efter långvarig användning. Watt tog flera test för att upptäcka att det grundläggande felet hos Newcomen-maskinen var i sin design och inte i dess komponenter.

Maskinsvikt

Newcomen-maskinen hade följande fel: ångan kondenserades i samma cylinder, i vilken den också måste expandera för att flytta kolven. Watt uppskattade att slöseri med energi var 80% för varje cykel, eftersom du fick vänta länge för att ångan skulle värma upp igen för att trycka kolven.

Två år senare kom Glasgow fram till lösningen på problemet medan han gick genom Glasgow Green Park: en separat cylinder för att fungera som kondensor. Detta skulle spara mer bränsle och förbättra effektiviteten hos ångmotorn.

Watts lösning möjliggjorde kolven att hålla värmen, medan ångan kondenseras i en annan cylinder; denna kondensor undviker de stora mängderna värme som förloras genom uppvärmning och kylning av kolven upprepade gånger. Watt kunde tillverka den första fullt fungerande modellen 1765.

Under denna period var en av hans största finansiärer Joseph Black. Han introducerade honom också till John Roebuck, ansvarig för den berömda Carron Foundry. Roebuck och Watt arbetade tillsammans i fyra år, tills ekonomiska problem tvingade Roebuck att förlama smältverket år 1773.

Strax därefter träffade Watt Matthew Boulton och affärsrelationen de hade tillåtit honom att ägna sig helt till sin uppfinning. På Boulton-fabriken kunde han göra flera versioner av sin ångmaskin.

Förbättringstid

Watt-maskiner användes allmänt och dess berömmelse spred sig över hela Förenade kungariket. De största framstegen i ångmotorn gjordes emellertid mellan 1781 och 1788. De modifieringar som Watt gjorde gjorde det möjligt för maskinen att använda ånga mer effektivt

Bland de förbättringar som gjorts är användningen av en dubbelverkande kolv, utbytet av förbindelsen mellan kedjan och cylindern genom tre styva stavar och skapandet av en annan mekanisk anordning som modifierade cylinderns ömsesidiga rörelse (upp och ner) till en cirkulär förskjutning, med möjligheter att reglera hastigheten.

Denna nya maskin ersatte användningen av djuret som en kraft, så Watt bestämde att hans maskin skulle mätas med avseende på hur många hästar han ersatte.

Den skotska vetenskapsmannen drog slutsatsen att värdet av "en hästkraft" motsvarar den energi som behövs för att vertikalt lyfta en vikt på 75 kg vid en hastighet av 1 m / s. Denna åtgärd används fortfarande idag.

Kemiska experiment

Från en tidig ålder fascinerades Watt av kemi. I slutet av 1786 var den skotska uppfinnaren i Paris när han bevittnade ett experiment av den franska räkningen och kemisten Berthollet. Experimentet visade skapandet av klor genom reaktionen av saltsyra med mangandioxid.

Berthollet fann att en vattenhaltig lösning bestående av klor var kapabel att bleka textilier. Han publicerade snart sin upptäckt, vilket lockade uppmärksamheten hos potentiella rivaler.

När han återvände till Storbritannien började Watt experimentera efter Berthollets resultat, med hopp om att hitta en ekonomisk lönsam process.

Watt upptäckte att blandningen av salt, mangandioxid och svavelsyra kunde producera klor. Sedan passerade han klor till en alkalisk lösning och fick en grumlig vätska som kunde blita vävnader.

Han kommunicerade snart sina resultat till hans fru Ann och James MacGregor, hans svärfar, som var tillverkare av färgämnen. Att vara en mycket reserverad person med sitt arbete avslöjade Watt inte hans upptäckt för någon annan.

Tillsammans med MacGregor och hans fru började Watt förstora processen. År 1788 kunde Watt och hans svärfar blita 1500 meter tyg.

Upptäckten av Berthollet

Parallellt upptäckte Berthollet samma process av salt och svavelsyra. Till skillnad från Watt bestämde Count Berthollet att den skulle offentliggöra den genom att avslöja hans upptäckt.

Snart började många forskare experimentera med processen. Genom att bli en sådan accelererad konkurrens beslutade James Watt att överge sina ansträngningar inom kemiområdet. Mer än tio år senare, i 1799 patenterade Charles Tennant en ny process för att producera ett blekningspulver vars kommersiella framgång var rungande.

Andra uppfinningar

Watt fortsatte att utarbeta nya artefakter efter att ha gått från verksamheten. En av dessa var en speciell tryckpress för att kopiera bokstäver. Detta undviker uppgiften att skriva ett brev flera gånger, vilket var vanligt för en affärsman.

Watts utskrift fungerar genom att skriva originalbrevet med en viss bläck; Sedan gjordes kopiorna genom att placera ett pappersark på det skrivna brevet och pressa de två ihop. Han byggde också maskiner för att reproducera byst och skulpturer.

Bidrag

De bidrag som Watt gjorde till vetenskapsområdet förvandlade världs panorama när man startade den första industriella revolutionen. Tack vare ångmotorn var det stora ekonomiska och sociala omvandlingar; Fabrikernas produktivitet ökade kraftigt tack vare den ångmotor som Watt konstruerade.

På grund av deras bidrag till vetenskapen döptes det internationella systemet av enheter med namnet watt - eller watt - maktenheten som motsvarar en arbetsstycke per sekund.

Effekten från Watt-maskinen i världen ledde forskare att överväga en ny geologisk epok: Antropocen. Året 1784, där Watt införlivade de viktigaste förbättringarna på sin maskin, utgör utgångspunkten för den här eran som definieras av förändringen av människor på jordens yta, atmosfären och oceanerna.