Chia sẻ:
Tiểu sử, phát minh và đóng góp của James Watt
James Watt (1736-1819) là một kỹ sư và nhà phát minh nổi tiếng người Scotland, những cải tiến của động cơ hơi nước là nền tảng cho sự mở rộng của nó và do đó, đã tạo nên cuộc Cách mạng Công nghiệp Đầu tiên, ngụ ý những thay đổi lớn trong xã hội thời điểm hiện tại..
Khi nói về nhà phát minh này, câu chuyện về một watt thường được kể một cách mê hoặc bởi cảnh tượng của một vạc sôi; cụ thể, quan sát lực mà hơi nước tác dụng lên nắp. Các phiên bản khác nhau: ở một số watt, anh ta còn trẻ và những người khác thì anh ta già hơn. Đối tượng quan sát cũng thay đổi chủ sở hữu của nó, được quy cho người mẹ và những lần khác cho dì của mình.
Điều chắc chắn là câu chuyện đơn giản này tượng trưng cho niềm đam mê đã đưa James Watt trở thành một trong những người đàn ông có ảnh hưởng nhất trong thời đại của ông.
Trong danh dự của ông, có một số nơi được đặt tên theo tên của ông. Trong số này có Thư viện Watt, nằm ở Greenock; Đại học James Watt, cũng nằm ở quê nhà; Đại học Heriot-Watt, có trụ sở tại Edinburgh; và một số khoa khoa học trên khắp Vương quốc Anh.
Chỉ số
- 1 Tiểu sử
- 1.1 Quay trở lại Glasgow
- 1.2 Boulton & Watt: bắt đầu một cuộc cách mạng
- 1.3 Năm ngoái
- 2 phát minh
- 2.1 Lỗi máy
- 2.2 Thời gian để cải tiến
- 2.3 Thí nghiệm hóa học
- 2.4 Các phát minh khác
- 3 Đóng góp
- 4 tài liệu tham khảo
Tiểu sử
James Watt sinh ngày 19 tháng 1 năm 1736 tại thị trấn Greenock, Scotland. Con trai của một thương nhân và nhà sản xuất tàu thành công, Watts là một đứa trẻ có sức khỏe rất mong manh.
Từ tiểu học, anh chỉ học hình học, tiếng Latin và tiếng Hy Lạp, bởi vì anh được cha mẹ giáo dục tại nhà. Đó là nơi mẹ anh dạy anh viết và đọc, cũng như nơi anh học số học.
Watt dành phần lớn thời gian của mình trong xưởng của cha mình. Ở đó, ông có các công cụ và lò rèn, nhờ đó ông học được cách cải thiện và củng cố tàu của cha mình. Chính ông là người đã dạy James cách chế tạo các dụng cụ và đồ tạo tác bằng gỗ và kim loại.
Chàng trai trẻ tuổi đã sớm học được nghề mộc với một trò chơi mà cha anh ta đã cho anh ta: với bản hoàn tác này, anh ta đã sửa đổi đồ chơi của mình và biến chúng thành những thứ mới.
Mẹ của James qua đời khi ông mới mười bảy tuổi; Một thời gian ngắn sau đó, công việc kinh doanh của cha anh suy giảm nhanh chóng. Những sự kiện này thúc đẩy James tìm kiếm cơ hội tốt hơn ở những nơi mới.
Năm 1755, watt định cư ở London, thủ đô nước Anh, để hành nghề như một người học việc trong một xưởng chế tạo các dụng cụ toán học. Trong thời gian đó, anh đã học cách chế tạo các nhạc cụ liên quan đến điều hướng. Chàng trai trẻ quyết định trở lại Scotland một năm sau đó, vì anh thấy ở London một môi trường không thoải mái và khó chịu.
Quay trở lại Glasgow
James Watt muốn thành lập chính mình tại Glasgow, thủ đô của Scotland, với tư cách là nhà sản xuất nhạc cụ. Tuy nhiên, Hội thợ rèn của Glasgow đã hạn chế khả năng giao dịch các nhạc cụ của họ. Các thợ rèn lập luận rằng anh ta phải được học nghề tối thiểu bảy năm trước khi giao dịch các công cụ của mình.
Sự cố này đã dẫn Watt đến Đại học Glasgow vào năm 1756. Nhiệm vụ đầu tiên của anh là sửa chữa một lô hàng dụng cụ thiên văn thuộc về Alexander Macfarlane, một thương gia người Scotland có trụ sở tại Jamaica. Một phần của những cổ vật này sau đó đã được cài đặt trong đài quan sát của nhà nghiên cứu nói trên.
Chính tại Đại học Glasgow, Watt đã gặp một số lượng lớn các nhà khoa học. Trong số đó có Joseph Black, cha đẻ của ngành hóa học hiện đại và nghiên cứu về nhiệt, người mà ông đã thiết lập một mối quan hệ cơ bản để phát triển động cơ hơi nước.
Năm 1759, watt gặp James Craig, kiến trúc sư và doanh nhân. Hai người đã hình thành mối quan hệ kinh doanh: trong sáu năm, watt sản xuất tứ giác, kính hiển vi và các dụng cụ quang học khác trong một xưởng nhỏ ở Trọngate.
Năm 1763, ông trở thành cổ đông của Công ty gốm Delftfield Gốm, Watt cũng làm kỹ sư dân sự, thực hiện nhiều cuộc kiểm tra và xây dựng các kênh đào Forth và Clyde và Caledonia.
Watt kết hôn với anh họ của mình, Margaret Miller vào năm 1764, người có 5 người con. Trong số này, chỉ có hai người sống đến tuổi trưởng thành: James Jr. và Margaret. Tám năm sau, Watt trở thành người góa vợ.
Boulton & Watt: khởi đầu một cuộc cách mạng
Watt đã dành những năm tiếp theo của cuộc đời mình để cải tiến thiết kế động cơ hơi nước trước khi chuyển đến Birmingham vào năm 1774.
Ở đó, ông hợp tác với Matthew Boulton, ông trùm công nghiệp và chủ sở hữu của xưởng đúc Soho. Là một người đàn ông đáng ngờ, Watt không có kỹ năng kinh doanh. Tuy nhiên, tình bạn của anh với Boulton cho phép anh công khai cỗ máy của mình và làm giàu.
Một năm sau, xưởng đúc đã nhận được hai đơn đặt hàng để chế tạo động cơ hơi nước Watt. Năm 1776 máy được lắp đặt; thành công của nó lan rộng và xưởng đúc tiếp tục nhận được đơn đặt hàng sản xuất. Năm 1777, watt kết hôn với Ann MacGregor, con gái của một nhà sản xuất mực; của cuộc hôn nhân thứ hai này, Gregory, Janet và Ann được sinh ra.
Sự hợp tác với Boulton đã khiến Watt nâng cấp động cơ hơi nước của mình lên hiệu quả gấp năm lần so với Newcomen. Chẳng bao lâu, phát minh của nó đã được sử dụng trong các mỏ, nhà máy, nhà máy, xưởng đúc và văn bản. Từ thời điểm này, cuộc cách mạng công nghiệp bắt đầu hình thành và mở rộng trên toàn thế giới.
Năm ngoái
Những cải tiến của động cơ hơi nước đã biến James Watt thành một người đàn ông giàu có: ông nghỉ hưu năm 1800, mua nhà tranh ở Scotland, cùng vợ tới Pháp và Đức, và tham gia vào các xã hội dành riêng cho khoa học và nghệ thuật.
Những đóng góp của Watt đã được công nhận rộng rãi trong suốt cuộc đời của ông: ông là thành viên của Hiệp hội Hoàng gia Luân Đôn và cũng thuộc Hiệp hội Hoàng gia Edinburgh. Đại học Glasgow đã trao cho ông danh hiệu Tiến sĩ Luật năm 1806, Viện Hàn lâm Khoa học Pháp bổ nhiệm ông là thành viên vào năm 1814 và cũng được đề cử danh hiệu nam tước, nhưng Watt đã từ chối..
Phát minh chiếm một vị trí trung tâm trong cuộc đời của James Watt. Sau khi nghỉ hưu, ông đã nghĩ ra các nhạc cụ mới trong một xưởng nhỏ cho đến khi ông qua đời vào ngày 19 tháng 8 năm 1819. Những đóng góp của ông cho phép Anh trở thành xã hội công nghiệp đầu tiên trên thế giới.
Phát minh
Kể từ khi có mối quan hệ với James Craig, Watt bắt đầu quan tâm đến việc thiết kế động cơ hơi nước và mãi đến năm 1763, anh mới có cơ hội nghiên cứu chúng: giáo sư triết học tự nhiên John Anderson đã ủy thác cho watt sửa chữa một động cơ hơi nước được thiết kế bởi Thomas Newcomen năm 1711.
Watt đã có thể sửa chữa máy, nhưng nó luôn bị hỏng sau khi sử dụng kéo dài. Phải mất một vài thử nghiệm để Watt phát hiện ra rằng lỗi cơ bản của máy Newcomen là ở thiết kế chứ không phải ở các thành phần của nó.
Lỗi máy
Máy Newcomen có lỗi sau: hơi nước được ngưng tụ trong cùng một xi lanh, trong đó nó cũng phải mở rộng để di chuyển piston. Watt ước tính rằng sự lãng phí năng lượng là 80% cho mỗi chu kỳ, bởi vì bạn phải đợi rất lâu để hơi nước nóng lên trở lại để đẩy piston.
Hai năm sau, Glasgow đã đưa ra giải pháp cho vấn đề này khi đi bộ qua Công viên xanh Glasgow: một xi lanh riêng để phục vụ như một bình ngưng. Điều này sẽ tiết kiệm nhiên liệu hơn và cải thiện hiệu quả của động cơ hơi nước.
Giải pháp của watt cho phép piston giữ nhiệt, trong khi hơi nước ngưng tụ thành một xi lanh khác; thiết bị ngưng tụ này đã tránh được lượng nhiệt lớn bị mất bằng cách làm nóng và làm mát piston liên tục. Watt đã có thể sản xuất mô hình đầy đủ chức năng đầu tiên vào năm 1765.
Trong giai đoạn này, một trong những nhà tài chính vĩ đại nhất của ông là Joseph Black. Ông cũng giới thiệu anh ta với John Roebuck, phụ trách Carron Foundry nổi tiếng. Roebuck và Watt đã làm việc cùng nhau trong bốn năm, cho đến khi vấn đề tài chính buộc Roebuck phải làm tê liệt xưởng đúc vào năm 1773.
Ngay sau đó, Watt đã gặp Matthew Boulton và mối quan hệ kinh doanh mà họ đã cho phép anh cống hiến hết mình cho phát minh của mình. Tại nhà máy Boulton, anh đã có thể tạo ra các phiên bản khác nhau của động cơ hơi nước của mình.
Cải thiện thời gian
Máy watt được sử dụng rộng rãi và danh tiếng của nó lan rộng khắp Vương quốc Anh. Tuy nhiên, những tiến bộ lớn nhất trong động cơ hơi nước được thực hiện từ năm 1781 đến 1788. Những sửa đổi mà Watt thực hiện cho phép máy sử dụng hơi hiệu quả hơn
Trong số các cải tiến được thực hiện là việc sử dụng pít-tông tác động kép, thay thế kết nối giữa xích và xi-lanh bằng ba thanh cứng và tạo ra một thiết bị cơ khí khác làm thay đổi chuyển động tịnh tiến (lên xuống) của xi-lanh đến một sự dịch chuyển tròn, với khả năng điều chỉnh tốc độ.
Cỗ máy mới này đã thay thế việc sử dụng động vật làm lực lượng, do đó, watt quyết định rằng cỗ máy của anh ta nên được đo theo số lượng ngựa anh ta thay thế.
Nhà khoa học người Scotland kết luận rằng giá trị của "một mã lực" tương đương với năng lượng cần thiết để nâng vật nặng 75 kg theo phương thẳng đứng với tốc độ 1 m / s. Biện pháp này vẫn được sử dụng trong thời đại của chúng ta.
Thí nghiệm hóa học
Ngay từ khi còn nhỏ, Watt đã say mê hóa học. Vào cuối năm 1786, nhà phát minh người Scotland đã ở Paris khi chứng kiến một thí nghiệm của bá tước người Pháp và nhà hóa học Berthollet. Thí nghiệm cho thấy việc tạo ra clo thông qua phản ứng của axit hydrochloric với mangan dioxide.
Berthollet nhận thấy rằng một dung dịch nước bao gồm clo có khả năng tẩy trắng hàng dệt. Ông sớm công bố phát hiện của mình, thu hút sự chú ý của các đối thủ tiềm năng.
Khi trở về Vương quốc Anh, Watt bắt đầu thử nghiệm sau những phát hiện của Berthollet, với hy vọng tìm thấy một quy trình có lợi nhuận kinh tế.
Watt phát hiện ra rằng hỗn hợp muối, mangan dioxide và axit sulfuric có khả năng tạo ra clo. Sau đó, ông cho clo vào dung dịch kiềm và thu được một chất lỏng đục có khả năng làm trắng các mô.
Anh sớm truyền đạt kết quả của mình cho vợ Ann và James MacGregor, bố vợ anh, một nhà sản xuất thuốc nhuộm. Là một người rất dè dặt với công việc của mình, Watt không tiết lộ khám phá của mình cho bất kỳ ai khác.
Cùng với MacGregor và vợ, Watt bắt đầu phóng đại quá trình. Năm 1788, watt và cha vợ ông có thể làm trắng 1500 yard vải.
Khám phá về Berthollet
Song song, Berthollet đã phát hiện ra quá trình tương tự muối và axit sulfuric. Không giống như Watt, Bá tước Berthollet quyết định biến nó thành kiến thức công khai bằng cách tiết lộ khám phá của mình.
Chẳng mấy chốc, nhiều nhà khoa học bắt đầu thử nghiệm quá trình này. Bằng cách trở thành một đối thủ cạnh tranh tăng tốc như vậy, James Watt đã quyết định từ bỏ những nỗ lực của mình trong lĩnh vực hóa học. Hơn mười năm sau, vào năm 1799, Charles Tennant đã cấp bằng sáng chế cho một quy trình mới để sản xuất một loại bột làm trắng có thành công thương mại là thành công vang dội.
Những phát minh khác
Watt tiếp tục nghĩ ra những đồ tạo tác mới sau khi rút lui khỏi công việc kinh doanh. Một trong số đó là một ấn phẩm in đặc biệt để sao chép các chữ cái. Điều này tránh được nhiệm vụ viết thư nhiều lần, điều thường thấy đối với một doanh nhân.
Công việc in ấn của watt bằng cách viết thư gốc bằng một loại mực cụ thể; sau đó, các bản sao được tạo ra bằng cách đặt một tờ giấy lên bức thư viết và ấn hai tờ giấy lại với nhau. Ông cũng chế tạo máy móc để tái tạo bức tượng bán thân và điêu khắc.
Đóng góp
Những đóng góp mà Watt đã làm cho lĩnh vực khoa học đã thay đổi toàn cảnh thế giới khi bắt đầu cuộc Cách mạng Công nghiệp lần thứ nhất. Nhờ động cơ hơi nước đã có những biến đổi lớn về kinh tế và xã hội; năng suất của các nhà máy tăng lên đáng kể nhờ động cơ hơi nước do Watt thiết kế.
Do những đóng góp của nó cho khoa học, hệ thống các đơn vị quốc tế đã rửa tội với tên watt -o watt- cho đơn vị công suất tương đương với một công việc mỗi giây..
Tác động được tạo ra bởi cỗ máy Watt trên thế giới khiến các nhà khoa học xem xét một kỷ nguyên địa chất mới: Anthropocene. Năm 1784, trong đó Watt đã kết hợp những cải tiến quan trọng nhất vào cỗ máy của mình, đóng vai trò là điểm khởi đầu cho thời đại này được xác định bởi sự thay đổi của con người trên bề mặt trái đất, bầu khí quyển và đại dương..
Tài liệu tham khảo
- Boldrin, M. và Levine, M. "James Watt: Monopolist" (tháng 1 năm 2009) tại Viện Mises. Truy cập ngày 13 tháng 9 năm 2018 từ Viện Mises: mises.org
- "James Watt" (2010) tại Scottland chưa được khám phá. Truy cập ngày 13 tháng 9 năm 2018 từ Scotland chưa được khám phá: uniscoveredscotland.co.uk
- "James Watt" (2009) trên BBC. Truy cập ngày 13 tháng 9 năm 2018 từ Lịch sử BBC: bbc.co.uk
- Thú cưng, Tejvan. "Tiểu sử của James Watt" (2010) trong Tiểu sử trực tuyến. Truy cập ngày 13 tháng 9 năm 2018 từ Biography Online: biographyonline.net
- Kingsford, P. "James Watt" (2018) tại Britannica. Truy cập ngày 13 tháng 9 năm 2018 từ Encyclopedia Britannica: britannica.com
- Mầm, Anna. "James Watt: Master of the Steam Engine" (2001) trên BlackBirch Press. Truy cập ngày 13 tháng 9 năm 2018 từ Encyclopedia of World Biography: notablebiographies.com
- "James Watt" (2013) trong Câu chuyện của Đại học Glasgow. Truy cập ngày 13 tháng 9 năm 2018 từ Đại học Glasgow: Universitystory.gla.ac.uk