ДЖЕЙМС ВАТТ: БИОГРАФИЯ, ИЗОБРЕТЕНИЯ И ВКЛАД - ИСТОРИЯ - 2025

Джеймс Ватт (1736-1819) был известным шотландским инженером и изобретателем, чьи усовершенствования паровой машины сыграли фундаментальную роль в его расширении и, следовательно, сделали возможной Первую промышленную революцию, которая повлекла за собой большие изменения в обществе того времени.

Когда говорят об этом изобретателе, обычно рассказывают историю о Ватте, очарованном видением кипящего котла; в частности, наблюдая за силой, которую пар оказывал на крышку. Версии бывают разные: у одних Ватт молод, у других - старше. Наблюдаемый объект также меняет владельца, приписывая его матери, а иногда и тете.

Джеймс Ватт живопись

Несомненно то, что эта простая история символизирует очарование, которое привело Джеймса Ватта к тому, чтобы стать одним из самых влиятельных людей своего времени.

В его честь несколько мест названы его именем. Среди них библиотека Ватта, расположенная в Гриноке; Университет Джеймса Ватта, также расположенный в его родном городе; Университет Хериот-Ватт, Эдинбург; и некоторые научные колледжи по всей Великобритании.

биография

Джеймс Ватт родился 19 января 1736 года в шотландском городке Гринок, Шотландия. Сын успешного торговца и судостроителя, Уоттс был ребенком, и его здоровье было очень хрупким.

В начальной школе он изучал только геометрию, латынь и греческий язык, так как его родители воспитывали его дома. Именно там мать научила его писать и читать, а также изучал арифметику.

Ватт большую часть времени проводил 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 инструменты и артефакты из дерева и металла.

Молодой Ватт вскоре научился столярному делу с помощью игры, которую дал ему отец: с помощью этой игры он отменял, изменял свои игрушки и превращал их в новые вещи.

Мать Джеймса умерла, когда ему было всего семнадцать; вскоре после этого бизнес его отца быстро пришел в упадок. Эти события побудили Джеймса искать лучшие возможности в новых местах.

В 1755 году Ватт поселился в Лондоне, столице Англии, чтобы учиться в мастерской математических инструментов. В то время он научился делать инструменты, связанные с навигацией. Молодой Ватт решил вернуться в Шотландию через год, так как увидел в Лондоне неуютную и неприятную обстановку.

Вернуться в Глазго

Джеймс Ватт хотел обосноваться в Глазго, столице Шотландии, как производитель инструментов. Однако Гильдия кузнецов Глазго запретила ему торговать своими инструментами. Кузнецы утверждали, что он должен быть учеником как минимум семь лет, прежде чем торговать своими инструментами.

Этот инцидент привел Ватта в университет Глазго в 1756 году. Его первым заданием было отремонтировать партию астрономических инструментов, принадлежащих Александру Макфарлейну, шотландскому торговцу, базирующемуся на Ямайке. Часть этих артефактов позже была установлена ​​в обсерватории указанного Дома исследований.

Именно в Университете Глазго Ватт познакомился с большим количеством ученых. Среди них Джозеф Блэк, отец современной химии и изучения тепла, с которым он установил фундаментальные отношения для развития паровой машины.

В 1759 году Ватт познакомился с Джеймсом Крейгом, архитектором и бизнесменом. У них сложились 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 Delftfield Pottery Co. Ватт также работал инженером-строителем, проводя различные инспекции и строительство каналов Форт, Клайд и Каледонии.

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

Boulton & Watt: начало революции

Ватт провел следующие несколько лет своей жизни, улучшая конструкцию паровой машины, прежде чем переехать в Бирмингем в 1774 году.

Там он объединился с Мэтью Бултоном, промышленным магнатом и владельцем медеплавильного завода в Сохо. Будучи подозрительным человеком, Ватт не разбирался в бизнесе. Однако его дружба с Бултоном позволила ему сделать свою машину известной и обогатить себя.

Год спустя литейный завод получил два заказа на постройку паровой машины Ватта. В 1776 г. были установлены машины; его успех распространился, и литейный завод продолжал получать заказы на производство. В 1777 году Ватт женился на Энн МакГрегор, дочери производителя чернил; от этого второго брака родились Грегори, Джанет и Энн.

Партнерство с Боултоном побудило Ватта модернизировать свой паровой двигатель, чтобы сделать его в пять раз более эффективным, чем у Ньюкомена. Вскоре его изобретение использовалось в шахтах, фабриках, мельницах, литейных цехах и текстильных производствах. С этого момента промышленная революция начинает обретать форму и распространяться по всему миру.

В последние годы

Усовершенствования парового двигателя сделали Джеймса Ватта богатым человеком: он смог выйти на пенсию в 1800 году, купить загородные дома в Шотландии, поехать с женой во Францию ​​и Германию и участвовать в обществах, посвященных науке и искусству.

Вклад Ватта был широко признан при его жизни: он был членом Лондонского королевского общества, а также Эдинбургского общества. Университет Глазго присвоил ему степень доктора права в 1806 году, Французская академия наук сделала его своим партнером в 1814 году, и ему также предложили титул барона, но Ватт отказался.

Изобретения заняли центральное место в жизни Джеймса Ватта. Выйдя на пенсию, он изобрел новые инструменты в небольшой мастерской, пока не умер 19 августа 1819 года. Его вклад позволил Великобритании стать первым в мире промышленно развитым обществом.

Изобретения

Паровая машина типа Ватта, построенная компанией David Napier & Son Limited (Лондон) в 1859 году. Это была одна из первых паровых машин, установленных в Испании. Николас Перес, через Wikimedia Commons

Начиная с его отношений с Джеймсом Крейгом, Ватт заинтересовался конструкцией паровых двигателей, и только в 1763 году он имел возможность изучить их: профессор естественной философии Джон Андерсон поручил Ватту отремонтировать паровую машину, сконструированную Джоном Андерсоном. Томас Ньюкомен в 1711 году.

Ватт смог отремонтировать машину, но она всегда ломалась после длительного использования. Ватту потребовалось несколько тестов, чтобы обнаружить, что основной недостаток машины Ньюкомена заключается в ее конструкции, а не в ее компонентах.

Отказ машины

Машина Ньюкомена имела следующую ошибку: пар конденсировался в том же цилиндре, в котором он также должен был расширяться для перемещения поршня. По оценкам Ватта, потери энергии составляют 80% за цикл, так как для повторного нагрева пара требовалось много времени, чтобы толкнуть поршень.

Два года спустя Глазго придумал решение проблемы, прогуливаясь по Зеленому парку Глазго: отдельный цилиндр, служащий конденсатором. Это позволит сэкономить больше топлива и повысить эффективность паровой машины.

Решение Ватта позволяло поршню сохранять тепло, в то время как пар конденсировался в другом цилиндре; Этот конденсатор позволяет избежать потери большого количества тепла из-за многократного нагрева и охлаждения поршня. Ватт смог изготовить первую полностью функциональную модель в 1765 году.

В этот период одним из его крупнейших спонсоров был Джозеф Блэк. Он также познакомил ее с Джоном Робаком, менеджером известной Carron Foundry. Робак и Ватт работали вместе четыре года, пока финансовые проблемы не вынудили Робака закрыть литейный завод в 1773 году.

Вскоре после этого Ватт познакомился с Мэтью Бултоном, и их деловые отношения позволили ему полностью посвятить себя своему изобретению. На заводе Боултона он смог сделать различные версии своего парового двигателя.

Время обновления

Машины Ватта широко использовались, и его слава распространилась по всей Великобритании. Однако наибольшие успехи в паровой машине были сделаны между 1781 и 1788 годами. Модификации, внесенные Ваттом, позволили двигателю использовать пар более эффективно.

Среди внесенных усовершенствований - использование поршня двустороннего действия, замена соединения между цепью и цилиндром тремя жесткими стержнями и создание другого механического устройства, которое изменило возвратно-поступательное движение (вверх и вниз) цилиндра. до кругового перемещения, с возможностью регулировки скорости.

Эта новая машина заменила использование животного для силы, поэтому Ватт решил, что его машина должна быть измерена с точки зрения того, сколько лошадей она заменила.

Шотландский ученый пришел к выводу, что значение «одна лошадиная сила» эквивалентно энергии, необходимой для вертикального подъема груза силой 75 кгс со скоростью 1 м / с. Эта мера используется до сих пор.

Химические эксперименты

С ранних лет Ватт увлекался химией. В конце 1786 года шотландский изобретатель был в Париже, когда стал свидетелем эксперимента французского графа и химика Бертолле. Эксперимент показал образование хлора в результате реакции соляной кислоты с диоксидом марганца.

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

Вернувшись в Великобританию, Ватт начал экспериментировать с открытиями Бертолле, надеясь найти процесс, который окажется финансово прибыльным.

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

Вскоре он сообщил о своих открытиях своей жене Энн и Джеймсу МакГрегору, своему тестю, который занимался красителями. Будучи очень закрытым человеком со своей работой, Ватт никому не раскрыл свое открытие.

Вместе с МакГрегором и его женой Ватт начал увеличивать процесс. К 1788 году Ватт и его тесть смогли отбелить 1500 ярдов ткани.

Открытие Бертолле

Параллельно Бертолле открыл тот же процесс для соли и серной кислоты. В отличие от Ватта, граф Бертолле решил сделать это достоянием общественности, раскрыв свое открытие.

Вскоре многие ученые начали экспериментировать с этим процессом. Поскольку соревнование было таким стремительным, Джеймс Ватт решил отказаться от своих усилий в области химии. Более десяти лет спустя, в 1799 году, Чарльз Теннант запатентовал новый процесс производства отбеливающего порошка, который оказался коммерчески успешным.

Прочие изобретения

Ватт продолжал придумывать новые артефакты после ухода из бизнеса. Одним из них был специальный печатный станок для копирования писем. Это избавило его от необходимости писать письмо несколько раз, что было обычным делом для бизнесмена.

Печатный станок Ватта работал путем написания оригинального письма особыми чернилами; затем копии были сделаны, помещая лист бумаги поверх написанного письма и сжимая их вместе. Он также построил машины для воспроизведения бюстов и скульптур.

взносы

Вклад Ватта в область науки изменил мировой ландшафт с началом Первой промышленной революции. Благодаря паровой машине произошли великие экономические и социальные преобразования; производительность фабрик значительно выросла благодаря паровой машине, которую разработал Ватт.

Благодаря его вкладу в науку международная система единиц окрестила ватт - или ватт - единицей мощности, эквивалентной одному джоуля работы в секунду.

Влияние машины Ватта на мир побудило ученых задуматься о новой геологической эпохе: антропоцене. 1784 год, когда Ватт внес наиболее важные усовершенствования в свою машину, служит отправной точкой для этого времени, определяемого изменением людей на поверхности земли, атмосфере и океанах.

Ссылки

1. Болдрин М. и Левин М. «Джеймс Ватт: монополист» (январь 2009 г.) в Институте Мизеса. Получено 13 сентября 2018 г. из Института Мизеса: mises.org.
2. «Джеймс Ватт» (2010) в неизведанном Шотландии. Получено 13 сентября 2018 г. из неизведанной Шотландии: undiscoveredscotland.co.uk.
3. «Джеймс Ватт» (2009) на BBC. Получено 13 сентября 2018 г. из истории BBC: bbc.co.uk.
4. Петтингер, Теджван. «Биография Джеймса Ватта» (2010) в Biography Online. Получено 13 сентября 2018 г. из Biography Online: biographyonline.net.
5. Кингсфорд, П. «Джеймс Ватт» (2018) в Британнике. Получено 13 сентября 2018 г. из Британской энциклопедии: britannica.com.
6. Спроул, Анна. «Джеймс Ватт: Мастер парового двигателя» (2001) в BlackBirch Press. Получено 13 сентября 2018 г. из Энциклопедии мировой биографии: notablebiographies.com.
7. «Джеймс Ватт» (2013) в истории Университета Глазго. Получено 13 сентября 2018 г. из Университета Глазго: Universitystory.gla.ac.uk.