James Watt
James Watt (Džejms Vot) (Greenock, Škotska, 19. januar 1736. - Heathfield kraj Birminghama, 25. august 1819.)[1] bio je škotski izumitelj, mašinski inžinjer i hemičar.
| James Watt | |
|---|---|
 | |
| Rođenje | 19. januar 1736. Greenock, Škotska |
| Smrt | 25. august 1819 (83 godine) Birmingham, Engleska |
| Prebivalište | Crkva Svete Marije, Handsworth |
| Etnicitet | Škot |
| Utjecali na njega / nju | |
| Poznat(a) po |
|
Godine 1765. izumio je parnu mašinu novog tipa koji je imao kondenzator i uređaj za isisivanje vazduha i kondenziranje pare. Godine 1769. patentirao je svoju parnu mašinu koja je za osiguranje broja okretaja imala centrifugalni regulator što je predstavljalo temelj za promjene koje je donijela industrijska revolucija kako u njegovoj rodnoj Velikoj Britaniji tako i u ostatku svijeta. Zajedno s M. Boultonom osnovao je 1782. u Sohu kraj Birminghama Watt Boulton, prvu fabriku parnih mašina u svijetu.
Shvatio je da savremeni dizajni motora troše veliku količinu energije ponavljajući hlađenje i ponovno zagrijavanje cilindra. Watt je predstavio poboljšanje dizajna, odvojeni kondenzator, koji je izbjegao rasipanje energije i radikalno poboljšao snagu, efikasnost i isplativost parnih mašina. Na kraju je prilagodio svoj motor da proizvodi rotaciono kretanje, znatno proširivši njegovu upotrebu izvan pumpanja vode.
Watt je pokušao komercijalizirati svoj izum, ali je doživio velike finansijske poteškoće sve dok nije ušao u partnerstvo sa Matthewom Boultonom 1775. Nova firma "Boulton and Watt" je na kraju bila vrlo uspješna i Watt je postao bogat. Kada je otišao u penziju, nastavio je da razvija nove izume iako nijedan nije bio toliko značajan kao njegov rad na parnoj mašini.
Kako je razvio koncept konjskih snaga,[2] jedinica za snagu u SI, vat, dobila je ime po njemu.
Biografija
urediRani život i obrazovanje
urediRođen je 19. januara 1736. u Greenocku, Renfrewshire, kao najstariji od petoro preživjele djece Agnes Muirhead (1703–1755) i James Watt (1698–1782).[3] Njegova majka je poticala iz ugledne porodice, bila je dobro obrazovana i za nju se govorilo da je bila snažnog karaktera, dok je njegov otac bio brodograditelj, vlasnik broda i izvođač radova, i državni službenik.[3][4] Bogatstvo porodice Watt djelomično je došlo od trgovine Wattovog oca robovima i robom proizvedenom od strane robova.[5]
Watt se školovao ko kuće, a kasnije je otišao u Greenock gimnaziju gdje je pokazao sklonost prema matematici, dok ga latinski i grčki nisu zainteresovali.
Za njega se kaže da je patio od dugotrajnih napadaja lošeg zdravlja kao dijete i od čestih glavobolja cijeli život.[3][6]
Nakon što je završio školu, radio je u radionicama očevih firmi, pokazujući znatnu spretnost i vještinu u kreiranju inženjerskih modela. Nakon što je njegov otac pretrpio neuspjehe u poslovnim poduhvatima, Watt je napustio Greenock da bi se zaposlio u Glasgowu kao proizvođač matematičkih instrumenata.[3]
Kada je imao 18 godina, Wattova majka je umrla, a zdravlje njegovog oca se počelo narušavati. Otputovao je u London i bio je u mogućnosti da dobije period obuke za proizvođača instrumenata u trajanju od godinu dana (1755–56), nakon čega se vratio u Škotsku, nastanivši se u glavnom trgovačkom gradu Glazgovu, s namjerom da pokrene vlastiti posao za izradu instrumenata. Bio je još vrlo mlad i, budući da nije imao puno šegrtovanje, nije imao uobičajene veze preko bivšeg majstora da se uspostavi kao kalfa izrađivač instrumenata.
Watt je iz ovog ćorsokaka spašen dolaskom astronomskih instrumenata sa Jamajke koje je Alexander MacFarlane poklonio Univerzitetu u Glazgovu - instrumenata koji su zahtijevali stručnu pažnju.[7] Watt ih je vratio u radno stanje za što je bio plaćen. Ovi instrumenti su na kraju instalirani u opservatoriji Macfarlane. Nakon toga, tri profesora su mu ponudila priliku da otvori malu radionicu u okviru univerziteta. Pokrenut je 1757. godine i dvojica profesora, fizičar i hemičar Joseph Black, kao i čuveni ekonomista Adam Smith, postali su Wattovi prijatelji.[8]
U početku je radio na održavanju i popravci naučnih instrumenata koji se koriste na univerzitetu, pomažući u demonstracijama i širenju proizvodnje kvadranata. Izrađivao je i popravljao mesingane reflektirajuće kvadrante, paralelna ravnala, vage, dijelove za teleskope i barometre i sl..
Ponekad se lažno navodi da se borio da se afirmiše u Glazgovu zbog protivljenja Trgovačke kuće, ali ovaj mit je temeljito razotkrio historičar Harry Lumsden. Zapisi iz tog perioda su izgubljeni, ali se zna da je on mogao potpuno normalno da radi i trguje kao vješt metalski radnik, tako da je "Incorporation of Hammermen" morao biti uvjeren da ispunjava njihove uslove za članstvo.[9] Također je poznato da su drugi ljudi u metalskim zanatima radili a da nisu bili članovi Inkorporacije još u 19. vijeku, tako da su se pravila definitivno primenjivala kada je Watt slobodno trgovao po gradu.
Godine 1759. osnovao je partnerstvo sa Johnom Craigom, arhitektom i biznismenom, za proizvodnju i prodaju niza proizvoda uključujući muzičke instrumente i igračke. Ovo partnerstvo je trajalo narednih šest godina, a zapošljavalo je do 16 radnika. Craig je umro 1765. Jedan zaposlenik, Alex Gardner, na kraju je preuzeo posao, koji je trajao do 20. vijeka.[10]
Godine 1764, Watt se oženio svojom rođakom Margaret (Peggy) Miller, sa kojom je imao petoro djece, od kojih je dvoje doživjelo punoljetstvo: James Jr. (1769–1848) i Margaret (1767–1796). Žena mu je umrla na porođaju 1773. Godine 1777. ponovo se oženio s Ann MacGregor, kćerkom farbara iz Glasgowa, s kojom je imao dvoje djece: Gregoryja (1777.–1804.), koji je postao geolog i mineralog[11] i Janet (1779–1794). Ann je umrla 1832. godine.[12] Između 1777. i 1790. živio je u Regent Placeu u Birminghamu.
Rani eksperimenti sa parom
uredi1759. godine, Wattov prijatelj, John Robison, skrenuo mu je pažnju na upotrebu pare kao izvora pokretačke snage.[13] Dizajn Newcomen motora, koji se koristio skoro 50 godina za crpljenje vode iz rudnika, gotovo se nije promijenio od prve implementacije. Watt je počeo eksperimentisati s parom, iako nikada nije vidio parnu mašinu koja radi. Pokušao je da konstruiše model; nije funkcionisalo na zadovoljavajući način, ali je nastavio svoje eksperimente i počeo da čita sve što je mogao o toj temi. Shvatio je važnost latentne toplote – toplotne energije koja se oslobađa ili apsorbuje tokom procesa konstantne temperature – u razumevanju motora, koji je, nepoznat Vatu, njegov prijatelj Joseph Black ranije otkrio godinama ranije. Razumijevanje parne mašine bilo je u vrlo primitivnom stanju, jer nauka o termodinamici neće biti formalizovana još skoro 100 godina.
Godine 1763. Watt je zamoljen da popravi model Newcomen motora koji je pripadao univerzitetu.[13] Čak i nakon popravke, motor je jedva radio. Nakon mnogo eksperimentisanja, Watt je pokazao da se oko 3/4 toplinske energije pare troši na zagrijavanje cilindra motora u svakom ciklusu.[14] Ova energija je potrošena jer je kasnije u ciklusu hladna voda ubrizgana u cilindar da bi kondenzovala paru i smanjila njen pritisak. Dakle, uzastopnim zagrijavanjem i hlađenjem cilindra, motor je trošio većinu svoje toplinske energije umjesto da je pretvara u mehaničku energiju.
Wattov kritični uvid, do kojeg je došao u maju 1765. dok je prelazio park Glasgow Green,[15] bio je da izazove kondenzaciju pare u posebnoj komori odvojeno od klipa i da održava temperaturu cilindra na istoj temperaturi na kojoj je ubrizgana para okružujući ga "parnom košuljicom".[14] Tako je cilindar apsorbovao vrlo malo energije u svakom ciklusu, čineći više dostupnim za obavljanje korisnog rada. Watt je imao radni model kasnije iste godine.
Uprkos potencijalno izvodljivom dizajnu, i dalje su postojale značajne poteškoće u konstruisanju motora punog opsega. Za to je bilo potrebno više kapitala, od kojih je dio došao od Blacka. Veća podrška došla je od John Roebuck, osnivača proslavljene Carron Iron Works u blizini Falkirka, s kojim je sklopio partnerstvo. Roebuck je živio u Kinneil House a za to vrijeme Watt je radio na usavršavanju svoje parne mašine u kućici pored svoje kuće.[16] Školjka kolibe, i vrlo veliki dio jednog od njegovih projekata, još uvijek postoje sa stražnje strane.[17]
Glavna poteškoća bila je u obradi klipa i cilindra. Tadašnji metalci bili su više nalik kovačima nego modernim strojarima, i nisu bili u stanju proizvesti komponente s dovoljnom preciznošću. Mnogo kapitala potrošeno je na traženje patenta za Wattov izum. U nedostatku sredstava, Watt je bio primoran da se zaposli – prvo kao geometar, a zatim kao građevinski inžinjer – na 8 godina.[18]
Roebuck je bankrotirao, a Matthew Boulton, koji je bio vlasnik Soho Manufactory u blizini Birminghama, stekao je patentna prava. Proširenje patenta na 1800. uspješno je postignuto 1775. godine.[19]
Putem Boultona, Watt je konačno imao pristup nekim od najboljih metalaca na svijetu. Poteškoću u proizvodnji velikog cilindra sa čvrsto prilepljenim klipom riješio je John Wilkinson, koji je razvio tehnike preciznog bušenja za izradu topova u Bershamu, blizu Wrexhama, Sjeverni Vels. Watt i Boulton su osnovali izuzetno uspješno partnerstvo, Boulton i Watt, koje je trajalo narednih 25 godina.
Reference
uredi- ^ Although otherwise reputable sources give his date of death as 19 August 1819, all contemporary accounts report him dying on 25 August and being buried on 2 September. The date 19 August originates from the biography The Life of James Watt (1858, p. 521) by James Patrick Muirhead. It draws its (supposed) legitimacy from the fact that Muirhead was a nephew of Watt and therefore should have been well-informed. In the Muirhead papers, 25 August date is mentioned elsewhere. The latter date is also given in contemporary newspaper reports (for example, page 3 of The Times of 28 August) as well as by an abstract of and codicil to Watt's last will. (In the pertinent burial register of St. Mary's Church (Birmingham-Handsworth) Watt's date of death is not mentioned.)
- ^ Lira, Carl (2001). "Biography of James Watt". egr.msu.edu. Pristupljeno 5. 7. 2010.
- ^ a b c d Tann, Jennifer (2013) [2004]. "Watt, James (1736–1819)". Oxford Dictionary of National Biography (online izd.). Oxford University Press. doi:10.1093/ref:odnb/28880. (Subscription or UK public library membership required.)
- ^ Muirhead, James Patrick (1859). The life of James Watt: with selections from his correspondence (2 izd.). John Murray. str. 10.
- ^ Lisa Williams, "Scotland and Slavery", National Galleries Scotland, 9. 10. 2020. Pristupljeno 1. 12. 2021.
- ^ Smiles, Samuel (1904). Lives of the Engineers (Popular izd.). London: John Murray. str. 12. Pristupljeno 9. 12. 2017.
- ^ Marshall (1925), Poglavlje 3.
- ^ Robinson, Eric; McKie, Doublas (1970). Partners in Science: Letters of James Watt and Joseph Black. Cambridge, Massachusetts.
- ^ Lumsden, Harry (1912). History of the Hammermen of Glasgow; a study typical of Scottish craft life and organisation. Paisley: A. Gardner. str. 394–404.
- ^ Hills, vol. 1, str. 103–15.
- ^ Torrens, H. S. (2006). "The geological work of Gregory Watt, his travels with William Maclure in Italy (1801–1802), and Watt's "proto-geological" map of Italy (1804)". The Origins of Geology in Italy. Geological Society of America. 411. str. 179–197. doi:10.1130/2006.2411(11). ISBN 0-8137-2411-2.
- ^ Uglow, Jenny (2011). The Lunar Men: The Inventors of the Modern World 1730–1810 (jezik: engleski). Faber & Faber. ISBN 978-0-571-26667-8.
- ^ a b Muirhead, James Patrick (1858). The life of James Watt: with selections from his correspondence. J. Murray. str. 74–83. Pristupljeno 17. 8. 2011.
- ^ a b Frazer, Persifor (1859). Journal of the Franklin Institute. str. 296–297. Pristupljeno 17. 8. 2011.
- ^ Dickinson, str. 36.
- ^ Salmon, Thomas James (1913). Borrowstounness and district, being historical sketches of Kinneil, Carriden, and Bo'ness, c. 1550–1850. Edinburgh: William Hodge and Co. str. 372–376. Pristupljeno 9. 12. 2017.
- ^ "James Watt's Cottage", CANMORE. Royal Commission on the Ancient and Historical Monuments of Scotland. Pristupljeno 13. 5. 2010
- ^ Hills, vol. I, str. 180–293.
- ^ James Watt's Fire Engines Patent Act 1775 (15 Geo 3 c. 61). At the time, an Act of Parliament was required to extend a patent.
