Biografia, invenzioni e contributi di James Watt

James Watt (1736-1819) fu un rinomato ingegnere e inventore scozzese i cui miglioramenti al motore a vapore furono fondamentali per la sua espansione e, di conseguenza, rese possibile la Prima Rivoluzione Industriale, che implicava grandi cambiamenti nella società del momento.

Quando si parla di questo inventore, la storia di un Watt viene spesso raccontata affascinata dalla vista di un calderone bollente; in particolare, osservando la forza che il vapore esercitava sul coperchio. Le versioni variano: in alcuni Watt è giovane e in altri è più vecchio. L'oggetto osservato cambia anche il suo proprietario, essendo attribuito alla madre e altre volte a sua zia.

Quel che è certo è che questa semplice storia simboleggia il fascino che ha portato James Watt a diventare uno degli uomini più influenti del suo tempo.

In suo onore, ci sono diversi posti che prendono il nome dal suo nome. Tra questi ci sono la Watt Library, situata a Greenock; James Watt University, anch'essa situata nella sua città natale; l'Università Heriot-Watt, con sede a Edimburgo; e alcune facoltà di scienze in tutto il Regno Unito.

indice

• 1 biografia
  • 1.1 Rientro a Glasgow
  • 1.2 Boulton & Watt: inizio di una rivoluzione
  • 1.3 Ultimi anni
• 2 Invenzioni
  • 2.1 Guasto alla macchina
  • 2.2 Tempo per miglioramenti
  • 2.3 Esperimenti chimici
  • 2.4 Altre invenzioni
• 3 contributi
• 4 riferimenti

biografia

James Watt è nato il 19 gennaio 1736 nella città scozzese di Greenock, in Scozia. Figlio di un commerciante di successo e produttore di navi, Watts era un bambino la cui salute era molto fragile.

Dalla scuola elementare ha imparato solo la geometria, il latino e il greco, perché è stato educato a casa dai suoi genitori. Era lì dove sua madre gli insegnava a scrivere e leggere, oltre a dove imparava l'aritmetica.

Watt trascorse la maggior parte del tempo nel laboratorio di suo padre. Lì aveva attrezzi e una fucina, con la quale imparò a migliorare e rinforzare le navi di suo padre. Fu lui a insegnare a James a creare strumenti e artefatti di legno e metallo.

Il giovane Watt imparò presto il mestiere di carpenteria con un gioco che suo padre gli aveva dato: con questo annullamento, modificò i suoi giocattoli e li trasformò in cose nuove.

La madre di James morì quando aveva solo diciassette anni; Poco tempo dopo, l'attività del padre declinò rapidamente. Questi eventi hanno motivato James a cercare migliori opportunità in nuovi posti.

Nel 1755 Watt si stabilì a Londra, capitale dell'Inghilterra, per esercitarsi come apprendista in un laboratorio di strumenti matematici. In quel tempo imparò a creare strumenti legati alla navigazione. Il giovane Watt ha deciso di tornare in Scozia un anno dopo, dal momento che ha visto a Londra un ambiente spiacevole e sgradevole.

Rientro a Glasgow

James Watt voleva stabilirsi a Glasgow, la capitale scozzese, come costruttore di strumenti. Tuttavia, la corporazione dei fabbri di Glasgow gli ha limitato la possibilità di commerciare i suoi strumenti. I fabbri sostenevano che doveva essere apprendista per almeno sette anni prima di scambiare i suoi strumenti.

Questo incidente portò Watt all'Università di Glasgow nel 1756. Il suo primo incarico fu di riparare una spedizione di strumenti astronomici appartenenti ad Alexander Macfarlane, un mercante scozzese con sede in Giamaica. Parte di questi artefatti sono stati quindi installati nell'osservatorio di detta casa di studi.

Fu all'Università di Glasgow che Watt incontrò un gran numero di scienziati. Tra questi c'è Joseph Black, padre della chimica moderna e lo studio del calore, con il quale ha stabilito una relazione fondamentale per lo sviluppo del motore a vapore.

Nel 1759 Watt incontrò James Craig, architetto e uomo d'affari. I due formarono una relazione d'affari: per sei anni quadranti, microscopi e altri strumenti ottici fabbricati da Watt in un piccolo laboratorio su Trongate.

Nel 1763 divenne azionista della ceramica di Delftfield Pottery Co. Watt lavorò anche come ingegnere civile, conducendo varie ispezioni e costruzione dei canali Forth e Clyde e Caledonian.

Watt sposò sua cugina Margaret Miller nel 1764, con la quale ebbe cinque figli. Di questi, solo due hanno vissuto fino all'età adulta: James Jr. e Margaret. Otto anni dopo, Watt divenne vedovo.

Boulton & Watt: inizio di una rivoluzione

Watt trascorse i successivi anni della sua vita migliorando il design del motore a vapore prima di trasferirsi a Birmingham nel 1774.

Lì collaborò con Matthew Boulton, magnate industriale e proprietario della fonderia di Soho. Essendo un uomo sospettoso, Watt non era abile nel mondo degli affari. Tuttavia, la sua amicizia con Boulton gli ha permesso di far conoscere la sua macchina e arricchirsi.

Un anno dopo la fonderia ricevette due ordini per costruire il motore a vapore Watt. Nel 1776 furono installate le macchine; il suo successo si diffuse e la fonderia continuò a ricevere ordini di produzione. Nel 1777 Watt sposò Ann MacGregor, figlia di un produttore di inchiostri; di questo secondo matrimonio sono nati Gregory, Janet e Ann.

La partnership con Boulton ha portato Watt a potenziare il suo motore a vapore a cinque volte più efficiente di quello di Newcomen. Ben presto la sua invenzione fu utilizzata in miniere, fabbriche, mulini, fonderie e industrie tessili. Da questo momento, la rivoluzione industriale comincia a prendere forma ed espandersi in tutto il mondo.

Gli ultimi anni

I miglioramenti apportati al motore a vapore fecero di James Watt un uomo ricco: poté ritirarsi nel 1800, acquistare cottage in Scozia, viaggiare con sua moglie in Francia e in Germania e partecipare a società dedicate alle scienze e alle arti.

I contributi di Watt furono ampiamente riconosciuti durante la sua vita: era un membro della Royal Society of London e anche della Royal Society of Edinburgh. L'Università di Glasgow gli conferì il titolo di dottore in giurisprudenza nel 1806, l'Accademia delle scienze francese lo nominò membro nel 1814 e gli fu anche offerto il titolo di barone, ma Watt lo respinse.

L'invenzione occupava un posto centrale nella vita di James Watt. Dopo essersi ritirato, ha ideato nuovi strumenti in un piccolo laboratorio fino alla sua morte, avvenuta il 19 agosto 1819. Il suo contributo ha permesso alla Gran Bretagna di diventare la prima società industrializzata al mondo.

Inventos

Dal suo rapporto con James Craig, Watt si interessò al design delle macchine a vapore e non fu fino al 1763 quando ebbe l'opportunità di studiarle: il professore di filosofia naturale John Anderson commissionò a Watt la riparazione di un motore a vapore progettato da Thomas Newcomen nel 1711.

Watt è stato in grado di riparare la macchina, ma è stata sempre danneggiata dopo un uso prolungato. Watt ha fatto diversi test per scoprire che l'errore fondamentale della macchina Newcomen era nel suo design e non nei suoi componenti.

Guasto della macchina

La macchina Newcomen ha avuto il seguente errore: il vapore è stato condensato nello stesso cilindro in cui si è dovuto espandere per spostare il pistone. Watt stimò che lo spreco di energia era dell'80% per ogni ciclo, perché bisognava attendere a lungo che il vapore si riscaldasse di nuovo per spingere il pistone.

Due anni dopo, Glasgow ha trovato la soluzione al problema mentre camminava attraverso il Green Park di Glasgow: un cilindro separato che fungeva da condensatore. Ciò farebbe risparmiare più carburante e migliorerebbe l'efficienza del motore a vapore.

La soluzione di Watt permetteva al pistone di mantenere il calore, mentre il vapore si condensava in un altro cilindro; questo condensatore ha evitato le grandi quantità di calore perso riscaldando e raffreddando ripetutamente il pistone. Watt è stato in grado di produrre il primo modello pienamente funzionante nel 1765.

Durante questo periodo uno dei suoi principali finanzieri fu Joseph Black. Lo presentò anche a John Roebuck, responsabile della famosa Carron Foundry. Roebuck e Watt lavorarono insieme per quattro anni, fino a quando i problemi finanziari costrinsero Roebuck a paralizzare la fonderia nel 1773.

Poco dopo, Watt incontrò Matthew Boulton e il rapporto commerciale che gli avevano permesso di dedicarsi completamente alla sua invenzione. Alla fabbrica di Boulton è stato in grado di realizzare varie versioni del suo motore a vapore.

Tempo di miglioramento

Le macchine Watt erano ampiamente utilizzate e la loro fama si diffuse in tutto il Regno Unito. Tuttavia, i maggiori progressi nel motore a vapore furono realizzati tra il 1781 e il 1788. Le modifiche apportate da Watt permisero alla macchina di usare il vapore in modo più efficiente

Tra le migliorie apportate vi sono l'uso di un pistone a doppia azione, la sostituzione del collegamento tra la catena e il cilindro di tre aste rigide e la creazione di un altro dispositivo meccanico che modifica il movimento reciproco (su e giù) del cilindro a uno spostamento circolare, con possibilità di regolare la velocità.

Questa nuova macchina sostituì l'uso dell'animale come forza, quindi Watt decise che la sua macchina doveva essere misurata in base al numero di cavalli che sostituiva.

Lo scienziato scozzese ha concluso che il valore di "un cavallo" è equivalente all'energia necessaria per sollevare verticalmente un peso di 75 kg alla velocità di 1 m / s. Questa misura è ancora usata oggi.

Esperimenti chimici

Fin dalla tenera età, Watt era affascinato dalla chimica. Alla fine del 1786 l'inventore scozzese si trovava a Parigi quando assistette a un esperimento del conte e chimico francese Berthollet. L'esperimento ha mostrato la creazione di cloro attraverso la reazione dell'acido cloridrico con biossido di manganese.

Berthollet ha scoperto che una soluzione acquosa composta da cloro era in grado di sbiancare i tessuti. Ben presto pubblicò la sua scoperta, che attirò l'attenzione dei potenziali rivali.

Quando tornò in Gran Bretagna, Watt iniziò a sperimentare seguendo i risultati di Berthollet, con la speranza di trovare un processo economicamente redditizio.

Watt scoprì che la miscela di sale, diossido di manganese e acido solforico era in grado di produrre cloro. Quindi passò il cloro a una soluzione alcalina e ottenne un liquido torbido che era in grado di sbiancare i tessuti.

Ben presto ha comunicato le sue scoperte a sua moglie Ann e James MacGregor, suo suocero, che era un produttore di coloranti. Essendo una persona molto riservata con il suo lavoro, Watt non ha rivelato la sua scoperta a nessun altro.

Insieme a MacGregor e sua moglie, Watt ha iniziato a magnificare il processo. Nel 1788 Watt e suo suocero furono in grado di sbiancare 1500 metri di stoffa.

Scoperta di Berthollet

In parallelo, Berthollet ha scoperto lo stesso processo di sale e acido solforico. A differenza di Watt, il Conte Berthollet decise di renderlo di dominio pubblico rivelando la sua scoperta.

Presto molti scienziati hanno iniziato a sperimentare il processo. Diventando una competizione così accelerata, James Watt ha deciso di abbandonare i suoi sforzi nel campo della chimica. Più di dieci anni dopo, nel 1799, Charles Tennant brevettò un nuovo processo per produrre una polvere sbiancante il cui successo commerciale stava risuonando.

Altre invenzioni

Watt ha continuato a escogitare nuovi artefatti dopo essersi ritirati dal business. Uno di questi era una macchina da stampa speciale per copiare le lettere. Questo evitò il compito di scrivere più volte una lettera, che era normale per un uomo d'affari.

La stampa di Watt funziona scrivendo la lettera originale con un inchiostro specifico; quindi, le copie sono state fatte posizionando un foglio di carta sulla lettera scritta e premendo insieme i due. Costruì anche macchine per riprodurre busti e sculture.

contributi

I contributi che Watt ha apportato al campo della scienza hanno trasformato il panorama mondiale all'inizio della prima rivoluzione industriale. Grazie alla macchina a vapore, hanno avuto luogo grandi trasformazioni economiche e sociali; La produttività delle fabbriche è aumentata considerevolmente grazie al motore a vapore progettato da Watt.

Grazie al suo contributo alla scienza, il sistema internazionale di unità battezzò con il nome watt -o watt- all'unità di potere equivalente a un joule di lavoro al secondo.

L'impatto generato dalla macchina di Watt nel mondo ha portato gli scienziati a considerare una nuova epoca geologica: l'Antropocene. L'anno 1784, in cui Watt incorporò i miglioramenti più importanti alla sua macchina, serve come punto di partenza per questa era definita dall'alterazione degli umani sulla superficie terrestre, l'atmosfera e gli oceani.

riferimenti

1. Boldrin, M. e Levine, M. "James Watt: Monopolist" (gennaio 2009) presso l'Istituto Mises. Estratto il 13 settembre 2018 dal Mises Institute: mises.org
2. "James Watt" (2010) a Undiscovered Scottland. Estratto il 13 settembre 2018 da Undiscovered Scotland: undiscoveredscotland.co.uk
3. "James Watt" (2009) sulla BBC. Estratto il 13 settembre 2018 da BBC History: bbc.co.uk
4. Pettinger, Tejvan. "Biografia di James Watt" (2010) in Biografia online. Estratto il 13 settembre 2018 da Biografia online: biografiaonline.net
5. Kingsford, P. "James Watt" (2018) in Britannica. Estratto il 13 settembre 2018 da Encyclopedia Britannica: britannica.com
6. Sproule, Anna. "James Watt: Master of the Steam Engine" (2001) presso BlackBirch Press. Estratto il 13 settembre 2018 da Encyclopedia of World Biography: notablebiographies.com
7. "James Watt" (2013) in The University of Glasgow Story. Estratto il 13 settembre 2018 dall'università di Glasgow: universitystory.gla.ac.uk