James Watt - Polski Serwis Naukowy

James Watt (IPA /wɔt/) (ur. 19 stycznia 1736, zm. 25 sierpnia 1819) – brytyjski (szkocki) inżynier i wynalazca, twórca kilku kluczowych ulepszeń konstrukcji maszyny parowej, dzięki którym maszyny te zapoczątkowały rewolucję przemysłową.

Biografia

Urodził się 19 stycznia 1736 roku w Greenock jako syn cieśli Jamesa i Agnes. Borykając się z problemami zdrowotnymi, początkowo uczył się w domu. Później jednak poszedł do szkoły, gdzie ujawniły się jego zdolności matematyczne oraz manualne.

W 1755 rozpoczął pracę wytwórcy przyrządów precyzyjnych w firmie Johna Morgana w Londynie. Udało mu się uniknąć poboru w wojnie siedmioletniej. Po odbyciu praktyk, z powodu złego stanu zdrowia wrócił do Greenock. Następnie otrzymał stanowisko konstruktora przyrządów na Uniwersytecie Glasgow, w którym zaprzyjaźnił się z chemikiem i odkrywcą dwutlenku węgla - Josephem Blackiem, który docenił późniejszego ojca rewolucji przemysłowej:

Maszyna parowa to parowy silnik tłokowy. Czasem do maszyn parowych zalicza się pompy parowe powstałe przed silnikiem tłokowym. Za wynalazcę maszyny parowej uważa się Jamesa Watta, który w 1763 roku udoskonalił atmosferyczny silnik parowy zbudowany wcześniej przez T. Newcomena.

Uniwersytet w Glasgow (ang.University of Glasgow; (gael.: Oilthigh Ghlaschu) - jeden z czołowych uniwersytetów brytyjskich, założony w 1451, jako historycznie drugi uniwersytet w Szkocji.

Powodzenie w interesach, sprawiły, że Watt poszerzył asortyment o sprzęt muzyczny, a także otworzył kolejny zakład.

1763 rok był przełomowy dla rozwoju techniki. John Anderson, profesor z Uniwersytetu Glasgow, poprosił Watta o naprawę atmosferycznego silnika parowego Thomasa Newcomena. W trakcie naprawy doszedł do wniosku, że silnik ten jest zbyt energochłonny. Wynikało to z jego nieprawidłowej konstrukcji. Każdy kolejny suw tłoka wymagał nagrzania, a następnie schłodzenia pary wodnej, aby uzyskać jej kondensację. Powodowało to równocześnie ciągłe schładzanie się cylindra. Watt wpadł na pomysł usprawnienia działania maszyny. Wydzielona komora skraplania (lub kondensacji) rozwiązała problem, przez co cylinder główny mógł cały czas pozostawać ciepły. Działanie swojego wynalazku opisał sam Watt:

Dwutlenek węgla (CO2, nazwa systematyczna: ditlenek węgla lub tlenek węgla(IV)) – nieorganiczny związek chemiczny, tlenek węgla na IV stopniu utlenienia.

Muzeum nauki w Londynie (ang.) Science Museum – muzeum nauki i techniki. Bezpośredniej inspiracji do powstania tego muzeum dostarczyła Światowa Wystawa w Londynie, zorganizowana w 1851 r. jako pierwsza o prawdziwie międzynarodowym charakterze (wzięło w niej udział 17 160 wystawców). Prezentowano głównie dorobek przemysłu, górnictwa i rolnictwa, w tym wiele ówczesnych nowości technicznych oraz naukowych. Oczywiście, osiągnięcia z terenu Wielkiej Brytanii i całego Imperium Brytyjskiego zajmowały najwięcej miejsca.

Pracownia Jamesa Watta w Muzeum Nauki w Londynie

W 1764 poślubił swoją kuzynkę Margaret, z którą miał pięcioro dzieci (z których dwoje dożyło do dorosłości).

Wynalazek został opatentowany dopiero w 1769 dzięki pomocy przemysłowca Johna Roebucka, który otrzymał dwie trzecie udziałów. Maszyną zainteresowany był przemysłowiec Matthew Boulton, jednak brak porozumienia pomiędzy Roebuckiem a Wattem uniemożliwiły wykorzystanie jej już wtedy. Watt podjął zawód mierniczego przy budowie kanałów i porzucił zainteresowanie maszyną parową. W 1772 r. żona - Margaret zmarła w czasie porodu. Pięć lat później ożenił się z Anną MacGregor, która towarzyszyła mu już aż do śmierci.

Odśrodkowy regulator obrotów – urządzenie automatyczne, wykorzystujące siłę odśrodkową do stabilizacji obrotów przez dławienie za pomocą przepustnicy dopływu pary w maszynie parowej. Zastosowany pierwszy raz w 1788 przez Jamesa Watta.

Wojna siedmioletnia (1756-1763) – wojna pomiędzy Wielką Brytanią, Prusami i Hanowerem a Francją, Austrią, Rosją, Szwecją i Saksonią. Była to pierwsza wojna o zasięgu światowym – walki toczyły się w Europie, Ameryce Północnej, Indiach i na wyspach karaibskich. W późniejszej fazie konfliktu do wojny przyłączyły się Hiszpania i Portugalia oraz starająca się początkowo zachować neutralność Holandia, której siły zostały zaatakowane w Indiach. W związku z tym wojna ta może być uznana za wojnę hegemoniczną.

Dopiero po 23 lat od skonstruowania prototypu w 1776 r. w kopalni Bentley zaprezentowano jej działanie.

Maszyna parowa Watta zużywała 4-krotnie mniej paliwa niż maszyna Newcomena , więc okazała się dużym sukcesem, a zamówienia nadeszły z całego kraju. Silnik mógł jedynie wykonywać ruchy góra-dół, jednak rozwój przemysłu bawełnianego spowodował, że potrzebne stało się wykonywanie również ruchów rotacyjnych. Rozwiązaniem była przekładnia planetarna, zastosowana w opatentowanej przez Watta w 1782 r., zmodernizowanej i jeszcze wydajniejszej maszynie parowej. Na potrzeby określania mocy silników zdefiniował on nową jednostkę - koń mechaniczny, która jest do dzisiaj powszechnie używana w motoryzacji. Kiedy w 1800 r. wygasły prawa do patentu, wycofał się z interesów i przeszedł na emeryturę.

Edukacja domowa – rodzaj kształcenia, w którym dziecko nie uczęszcza do szkoły a odpowiedzialność za edukację przejmują rodzice. Do nich należy kreacja programu nauczania oraz wybór metod nauczania. W Polsce jest ponad 100 rodzin, które wybrały tę metodę.

Joseph Black (ur. 16 kwietnia 1728 - zm. 10 listopada 1799) - chemik szkocki. Zajmował się chemią gazów. Wprowadził pojęcie ciepła właściwego i ciepła przemiany. Stworzył ścisłe techniki przeprowadzania reakcji chemicznych, dzięki ważeniu substancji reagujących i produktów reakcji. Zajmując się chemią alkaliów, odkrył dwutlenek węgla i prowadził nad nim badania.

Zmarł 25 sierpnia 1819 roku. Od nazwiska wynalazcy nazwano jednostkę mocy – wat.

Najważniejsze wydarzenia

Pomnik na rynku w Leeds

1763 – pierwsze ulepszenia w silniku parowym Newcomena

1769 – opatentowanie wydzielonej komory skraplania

1775 – założenie wspólnie z Matthew Boultonem w Soho pod Birminghamem pierwszej na świecie wytwórni maszyn parowych, do 1800 zbudowano ok. 250 maszyn

1776 - pokaz działania pompy w kopalni Bloomfield

1781 – wynalezienie zespołu przekładni do zamiany ruchu postępowo-zwrotnego na obrotowy (umożliwiło to zastosowanie silnika parowego w pojazdach)

1782 – zakończenie budowy parowego silnika dwustronnego działania – pierwszy przemysłowy silnik parowy

1788 – skonstruowanie regulatora prędkości obrotowej (zwana regulatorem Watta) dla silnika parowego

Bibliografia

Anna Sproule: James Watt. Jak rozwój maszyn parowych stworzył nasze społeczeństwo przemysłowe. Warszawa: Czytelnik, 1992. ISBN 83-07-02284-3.

Przypisy

↑ James Watt. Jak rozwój maszyn stworzył nasze społeczeństwo przemysłowe. Anna Sproule Warszawa 1992
Aris's Birmingham Gazette 11 marca 1776 roku.

Szkocja (ang. Scotland, gael. Alba) – dawniej niezależne królestwo, obecnie część składowa Zjednoczonego Królestwa Wielkiej Brytanii i Irlandii Północnej. Obejmuje północną część wyspy Wielkiej Brytanii oraz Hebrydy, Orkady i Szetlandy. Od południa graniczy z Anglią. Krajobraz w przeważającej części wyżynny i górski. Klimat umiarkowanie ciepły, wybitnie morski. Na północy Szkocji Góry Kaledońskie i Grampiany, na południu Wyżyna Południowoszkocka. W centrum niewielka Nizina Środkowoszkocka skupiająca większą część ludności.

Rewolucja przemysłowa – proces zmian społecznych, ekonomicznych i politycznych, który został zapoczątkowany na przełomie XVIII i XIX wieku w Anglii i był związany z przejściem od produkcji manufakturowej bądź rzemieślniczej towarów do produkcji fabrycznej na dużą skalę.