Джеймс Уотт Биография, изобретения и материалы



Джеймс Уотт (1736-1819) был известным шотландским инженером и изобретателем, чьи усовершенствования парового двигателя были основополагающими для его расширения и, следовательно, сделали возможным первую промышленную революцию, которая повлекла за собой большие изменения в обществе того времени.

Говоря об этом изобретателе, история Ватта часто рассказывается очарованной видом кипящего котла; в частности, наблюдая за силой, которую пар оказывал на крышку. Версии бывают разные: у одних ватт он молодой, у других он старше. Наблюдаемый объект также меняет своего владельца, будучи приписанным к матери, а в другой раз к его тете.

Не вызывает сомнений то, что эта простая история символизирует увлечение, которое привело Джеймса Уатта к тому, чтобы стать одним из самых влиятельных людей своего времени.

В его честь есть несколько мест, названных в честь его имени. Среди них Библиотека Уотта, расположенная в Гриноке; Университет Джеймса Уотта, также расположенный в его родном городе; Университет Хериот-Ватт, базирующийся в Эдинбурге; и некоторые научные факультеты по всему Соединенному Королевству.

индекс

  • 1 Биография
    • 1.1 Возвращение в Глазго
    • 1.2 Boulton & Watt: начало революции
    • 1.3 Последние годы
  • 2 изобретения
    • 2.1 Отказ машины
    • 2.2 Время для улучшений
    • 2.3 Химические эксперименты
    • 2.4 Другие изобретения
  • 3 Взносы
  • 4 Ссылки

биография

Джеймс Уотт родился 19 января 1736 года в шотландском городке Гринок, Шотландия. Уоттс, сын успешного торговца и производителя кораблей, был ребенком, чье здоровье было очень хрупким.

Из начальной школы он изучал только геометрию, латынь и греческий, потому что его воспитывали дома родители. Именно там его мать научила его писать и читать, а также где он изучал арифметику.

Ватт провел большую часть своего времени в мастерской своего отца. Там у него были инструменты и кузница, с помощью которых он научился улучшать и укреплять корабли своего отца. Именно он научил Джеймса делать деревянные и металлические инструменты и артефакты.

Вскоре молодой Ватт научился столярному ремеслу с помощью игры, которую дал ему отец: с помощью этого отката он изменил свои игрушки и превратил их в новые вещи..

Мать Джеймса умерла, когда ему было всего семнадцать лет; Вскоре бизнес его отца быстро сократился. Эти события побудили Джеймса искать лучшие возможности в новых местах.

В 1755 году Ватт поселился в Лондоне, столице Англии, чтобы практиковать в качестве ученика в мастерской математических инструментов. За это время он научился делать инструменты, связанные с навигацией. Молодой Ватт решил вернуться в Шотландию год спустя, так как он увидел в Лондоне неудобную и неприятную обстановку.

Возвращение в Глазго

Джеймс Уотт хотел утвердиться в Глазго, столице Шотландии, как производитель инструментов. Однако Гильдия кузнецов Глазго ограничивала возможность торговли своими инструментами. Кузнецы утверждали, что он должен быть учеником как минимум семь лет, прежде чем торговать своими инструментами..

Этот инцидент привел Уотта в Университет Глазго в 1756 году. Его первым заданием было отремонтировать партию астрономических инструментов, принадлежащую Александру Макфарлейну, шотландскому торговцу, базирующемуся на Ямайке. Часть этих артефактов была затем установлена ​​в обсерватории указанного дома исследований..

Именно в университете Глазго Ватт встретил большое количество ученых. Среди них Джозеф Блэк, отец современной химии и изучения тепла, с которым он установил фундаментальные отношения для развития парового двигателя.

В 1759 году Ватт встретил Джеймса Крейга, архитектора и бизнесмена. Эти два сформировали деловые отношения: в течение шести лет Ватт производил квадранты, микроскопы и другие оптические инструменты в небольшой мастерской в ​​Тронгате..

В 1763 году он стал акционером гончарного дела Delftfield Pottery Co. Уотт также работал инженером-строителем, выполняя различные проверки и строительство каналов Форт, Клайд и Каледония..

Ватт женился на своей кузине Маргарет Миллер в 1764 году, с которой у него было пятеро детей. Из них только двое дожили до совершеннолетия: Джеймс младший и Маргарет. Восемь лет спустя Ватт стал вдовцом.

Boulton & Watt: начало революции

Ватт провел следующие годы своей жизни, улучшая конструкцию парового двигателя, прежде чем переехать в Бирмингем в 1774 году..

Там он объединился с Мэтью Боултоном, промышленным магнатом и владельцем литейного завода в Сохо. Будучи подозрительным человеком, Ватт не был квалифицирован в бизнесе. Тем не менее, его дружба с Боултоном позволила ему рекламировать свою машину и разбогатеть.

Год спустя литейный завод получил два заказа на создание парового двигателя Watt. В 1776 году машины были установлены; его успех распространился, и литейный завод продолжал получать производственные заказы. В 1777 году Ватт женился на Энн МакГрегор, дочери производителя чернил; от этого второго брака родились Григорий, Джанет и Энн.

Партнерство с Боултоном привело к тому, что Уотт модернизировал свой паровой двигатель в пять раз более эффективно, чем Newcomen. Вскоре его изобретение было использовано на рудниках, фабриках, мельницах, литейных и текстильных заводах. С этого момента промышленная революция начинает складываться и распространяться по всему миру..

Последние годы

Усовершенствования парового двигателя сделали Джеймса Уатта богатым человеком: он вышел на пенсию в 1800 году, купил коттеджи в Шотландии, путешествовал с женой во Францию ​​и Германию и участвовал в обществах, посвященных науке и искусству.

Вклад Уотта был широко признан во время его жизни: он был членом Королевского общества Лондона, а также Королевского общества Эдинбурга. Университет Глазго присвоил ему звание доктора юридических наук в 1806 году, Французская академия наук назначила его членом в 1814 году, и ему также было предложено звание барона, но Ватт отклонил его..

Изобретение заняло центральное место в жизни Джеймса Уатта. Уйдя на пенсию, он разработал новые инструменты в небольшой мастерской, пока не умер 19 августа 1819 года. Его вклад позволил Британии стать первым промышленно развитым обществом в мире..

Inventos

После его отношений с Джеймсом Крейгом Уотт заинтересовался проектированием паровых двигателей, и только в 1763 году у него появилась возможность изучить их: профессор естественной философии Джон Андерсон поручил Ватту отремонтировать паровой двигатель, разработанный Томас Ньюкомен в 1711 году.

Ватту удалось починить машину, но она всегда была повреждена после длительного использования. Ватту потребовалось несколько тестов, чтобы обнаружить, что фундаментальная ошибка машины Newcomen заключалась в ее конструкции, а не в ее компонентах..

Сбой машины

У машины Newcomen была следующая ошибка: пар был сконденсирован в том же цилиндре, в котором он также должен был расширяться для перемещения поршня. Ватт подсчитал, что потеря энергии составляла 80% для каждого цикла, потому что вам пришлось долго ждать, пока пар снова разогреется, чтобы подтолкнуть поршень..

Два года спустя Глазго придумал решение проблемы во время прогулки по Глазго Грин Парк: отдельный цилиндр, служащий конденсатором. Это позволило бы сэкономить больше топлива и повысить эффективность парового двигателя..

Решение Ватта позволило поршню сохранять тепло, в то время как пар конденсируется в другом цилиндре; этот конденсатор избегал большого количества тепла, теряемого при повторном нагреве и охлаждении поршня. Ватт смог изготовить первую полностью функциональную модель в 1765 году..

В этот период одним из его крупнейших финансистов был Джозеф Блэк. Он также представил его Джону Робаку, ответственному за знаменитый литейный завод Carron. Робак и Ватт работали вместе четыре года, пока финансовые проблемы не заставили Робак парализовать литейное производство в 1773 году..

Вскоре после этого Уотт познакомился с Мэтью Боултоном, и деловые отношения позволили ему полностью посвятить себя своему изобретению. На фабрике в Боултоне он смог сделать различные версии своего парового двигателя..

Время улучшения

Ваттные машины широко использовались, и его слава распространилась по всей Великобритании. Однако наибольшие успехи в паровом двигателе были достигнуты между 1781 и 1788 годами. Модификации, которые сделал Ватт, позволили машине использовать пар более эффективно

Среди усовершенствований - использование поршня двойного действия, замена соединения между цепью и цилиндром тремя жесткими шатунами и создание другого механического устройства, которое изменяет возвратно-поступательное движение (вверх и вниз) цилиндра. до кругового смещения, с возможностью регулировать скорость.

Эта новая машина заменила использование животного в качестве силы, поэтому Ватт решил, что его машина должна измеряться с точки зрения количества лошадей, которых он заменил..

Шотландский ученый пришел к выводу, что значение «одной лошадиной силы» эквивалентно энергии, необходимой для вертикального подъема веса силой 75 кг со скоростью 1 м / с. Эта мера до сих пор используется в наши дни.

Химические эксперименты

С раннего возраста Ватт увлекался химией. В конце 1786 года шотландский изобретатель был в Париже, когда стал свидетелем эксперимента французского графа и химика Бертолье. Эксперимент показал создание хлора путем реакции соляной кислоты с диоксидом марганца.

Бертолле обнаружил, что водный раствор, состоящий из хлора, способен отбеливать текстиль. Вскоре он опубликовал свое открытие, которое привлекло внимание потенциальных конкурентов.

Вернувшись в Великобританию, Ватт начал экспериментировать, следуя выводам Бертолле, в надежде найти процесс, который был бы экономически выгоден..

Ватт обнаружил, что смесь соли, диоксида марганца и серной кислоты способна производить хлор. Затем он пропустил хлор до щелочного раствора и получил мутную жидкость, способную отбеливать ткани..

Вскоре он сообщил о своих находках своей жене Энн и Джеймсу МакГрегору, его тесть, который был производителем красителей. Будучи очень замкнутым человеком в своей работе, Ватт никому не раскрыл свое открытие.

Вместе с МакГрегором и его женой Уотт начал усиливать процесс. В 1788 году Ватт и его тесть смогли отбелить 1500 ярдов ткани.

Открытие Бертолле

Параллельно Бертолле обнаружил тот же процесс соли и серной кислоты. В отличие от Ватта, граф Бертолле решил сделать его общедоступным, раскрыв свое открытие.

Вскоре многие ученые начали экспериментировать с этим процессом. Став таким ускоренным соревнованием, Джеймс Уатт решил отказаться от своих усилий в области химии. Более десяти лет спустя, в 1799 году, Чарльз Теннант запатентовал новый процесс производства отбеливающего порошка, коммерческий успех которого был ошеломляющим.

Другие изобретения

Ватт продолжал разрабатывать новые артефакты после ухода из бизнеса. Одним из них была специальная печатная машина для копирования писем. Это позволило избежать задачи написания письма несколько раз, что было обычным делом для бизнесмена..

Уотт печатает, написав оригинальное письмо с определенными чернилами; затем копии были сделаны путем помещения листа бумаги в письменное письмо и сжимания их вместе. Он также создал машины для воспроизведения бюстов и скульптур.

взносы

Вклад, который Ватт сделал в области науки, изменил мировую панораму, когда началась Первая промышленная революция. Благодаря паровому двигателю произошли большие экономические и социальные преобразования; производительность заводов значительно увеличилась благодаря паровому двигателю, который разработал Ватт.

Благодаря своему вкладу в науку международная система единиц, крещенных с именем ватт -о ватт, превращается в единицу мощности, эквивалентную одному джоулю работы в секунду..

Воздействие, производимое машиной Ватта на мир, привело ученых к рассмотрению новой геологической эпохи: антропоцена. 1784 год, в который Уотт включил самые важные усовершенствования своей машины, служит отправной точкой для этой эпохи, определяемой изменением человека на поверхности Земли, в атмосфере и океанах..

ссылки

  1. Болдрин М. и Левин М. «Джеймс Уотт: монополист» (январь 2009 г.) в Институте Мизеса. Получено 13 сентября 2018 г. из Института Мизеса: mises.org
  2. «Джеймс Уотт» (2010) в Неоткрытой Шотландии. Получено 13 сентября 2018 года из Неизвестной Шотландии: undiscoveredscotland.co.uk
  3. «Джеймс Уотт» (2009) на BBC. Получено 13 сентября 2018 года из BBC History: bbc.co.uk
  4. Петтингер, Тейван. «Биография Джеймса Уотта» (2010) в биографии онлайн. Получено 13 сентября 2018 г. из Биографии онлайн: biographyonline.net
  5. Кингсфорд, П. "Джеймс Уотт" (2018) в Британике. Получено 13 сентября 2018 г. из Британской энциклопедии: britannica.com
  6. Спроул, Анна. «Джеймс Уотт: Мастер парового двигателя» (2001) в BlackBirch Press. Получено 13 сентября 2018 г. из Энциклопедии мировой биографии: notablebiographies.com
  7. «Джеймс Уотт» (2013) в истории Университета Глазго. Получено 13 сентября 2018 года из Университета Глазго: universitystory.gla.ac.uk