La historia de Watt
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1. Niños a quienes les gusta preguntar sobre sus raíces
Watt nació en 1736 en la ciudad de Glenog en el oeste. de Escocia, Inglaterra. Su abuelo fue profesor y enseñó matemáticas, topografía y navegación. Su padre fue originalmente un técnico en construcción naval. Más tarde dirigió la industria de la construcción naval, trabajó como fabricante de instrumentos y hombre de negocios, y una vez sirvió como administrador local de una pequeña ciudad. Influenciado por sus oídos y ojos, Watt aprendió varios oficios de su padre desde que era un niño. Es ingenioso y ha estado expuesto y comprendido muchos conocimientos técnicos desde que era niño, y ha desarrollado el interés y el hábito de pensar de forma independiente y explorar misterios. Su entorno familiar jugó un cierto papel en su futuro ascendiendo a la cima de la tecnología. Watt estaba físicamente débil desde que era niño, y cuando llegó a la edad escolar, todavía no podía ir a la escuela. Fue varios años después de la edad escolar que fue a la escuela en la ciudad. En la escuela, no le gusta pelear con los niños y sólo le gusta meditar solo. Hay una leyenda muy conocida sobre su infancia: Un día, el pequeño Watt vio una olla de agua hirviendo en casa y el vapor hizo estallar la tapa. Este fenómeno banal despertó su gran interés. Se quedó mirando fijamente la tapa batiente y el vapor que salía, pensando mucho en el misterio. Lo miré durante más de una hora. Debido a que Watt a menudo observaba en silencio muchos fenómenos con los que no estaba familiarizado y no entendía durante mucho tiempo, la gente en Kunming lo llamaba "niño holgazán". De hecho, fue esta curiosidad y espíritu inquisitivo lo que más tarde lo guió a explorar los misterios del mundo y escalar las cimas de la ciencia. Cuando tenía 13 años se interesó por la geometría. A los 15 terminó de leer un libro tan profundo como "Principios de geometría". Posteriormente ingresó a la escuela primaria y destacó en matemáticas. Debido a problemas de salud, abandonó la escuela antes de graduarse. Sin embargo, persistió en aprender por sí mismo conocimientos multidisciplinarios como astronomía, química, física y anatomía en casa, y también aprendió por sí mismo varios idiomas extranjeros. Cuando Watt tenía 17 años, se convirtió en aprendiz en una tienda de relojes en Glasgow. Estudió mucho en su tiempo libre y dominó muchos principios científicos y tecnológicos. Cuando era aprendiz, alguna vez fabricó brújulas, teodolitos, etc. con altos requisitos técnicos. A los 21 años llegó a la Universidad de Glasgow como técnico de laboratorio de material didáctico, responsable de la reparación y fabricación de instrumentos. Además, se familiarizó con algunas de las tecnologías mecánicas más avanzadas de la época.
2. Inventos que impulsaron el mundo entero
La comprensión y utilización del vapor por parte del ser humano ha pasado por un largo proceso histórico. Ya en el siglo II a. C., los antiguos griegos construyeron un motor que utilizaba la reacción de inyección de vapor. En 1690, el francés Barbie inventó la primera máquina de vapor de pistón, pero no logró fabricar una máquina de vapor práctica. En 1698, un técnico británico llamado Seles inventó una práctica máquina de vapor sin pistones. Este tipo de máquina se utilizaba en las minas y se llamaba "Amigo de la Mina". Sin embargo, debido a las limitaciones de materiales y tecnología de la época, no se pudo promocionar. En 1712, un ferretero desconocido llamado Newcomen inventó la primera máquina de vapor práctica. La máquina de vapor fue una innovación tecnológica que cambió el curso del desarrollo industrial. Newcomen y su asistente de plomero, Cowley, descubrieron accidentalmente que pasar vapor comprimido a un cilindro podía crear un vacío parcial, de modo que la presión atmosférica podía empujar un pistón en el cilindro. Una máquina de vapor de este tipo requiere calentar y enfriar alternativamente un cilindro grande. Por supuesto, la eficiencia es extremadamente baja y quemar carbón es un gran desperdicio. Sin embargo, la máquina de vapor de Newcomen se utilizó originalmente en las minas de carbón, donde el precio del carbón era muy bajo y su uso era rentable, por lo que rápidamente se adoptó ampliamente. Sin embargo, el gran desperdicio de carbón era un grave inconveniente de ese tipo de máquina, especialmente cuando se utilizaba en otros lugares. El coste era demasiado elevado, por lo que existía una necesidad urgente de mejorar la eficiencia de la máquina de vapor. A mediados del siglo XVIII, los artesanos británicos Smeaton y Watt mejoraron cada uno la máquina de vapor de Newcomen según ideas completamente diferentes. El trabajo de mejora de ambos se llevó a cabo básicamente dentro de la tradición técnica, sin utilizar ninguna abstracción científica. Más tarde, Smeaton se convirtió en presidente de la Asociación de Ingenieros Civiles (Asociación Smeaton). Adoptó métodos puramente empíricos, probando prototipos uno por uno de manera ordenada, sin cambiar el diseño básico, solo cambiando el tamaño de cada componente. De esta forma duplicó la eficiencia de la máquina de vapor de Newcomen. A Watt se le ocurrió de repente su solución mientras salía a caminar un domingo de 1765. Su idea era que el principal defecto de la máquina de vapor Newcomen era que el cilindro debía enfriarse con agua fría en cada carrera, lo que consumía mucho calor y dejaba la mayor parte del vapor sin utilizar de forma eficaz.
Si el vapor se fuerza a entrar en otro recipiente fuera del cilindro a enfriar, el cilindro puede permanecer caliente durante todo el ciclo. Evita calentar y enfriar el cilindro durante un tiempo, lo que naturalmente ahorra una cantidad considerable de carbón. Watt recaudó sus propios fondos, alquiló un sótano, compró el equipo necesario, experimentó repetidamente y experimentó innumerables contratiempos y fracasos. Con la ayuda de los trabajadores, finalmente inventó un condensador separado del cilindro y resolvió el problema de fabricar cilindros de precisión. y pistones Para resolver los problemas tecnológicos, se adoptó la lubricación con aceite del pistón y una capa aislante adicional fuera del cilindro para crear una máquina de vapor de simple efecto. Después de más experimentos, en 1782, se inventó una máquina de vapor de doble acción con biela, volante y regulador centrífugo, creando una nueva y práctica máquina de vapor. Esta máquina de vapor de doble acción tiene una válvula instalada para que la presión del vapor pueda usarse para empujar el pistón hacia adelante y hacia atrás. Y con la ayuda de la biela y el volante, el movimiento lineal del pistón se transforma en movimiento circular. Para mantener la máquina de vapor funcionando a una velocidad constante, conectó un regulador de velocidad centrífugo a la válvula de entrada de vapor para ajustar automáticamente la cantidad de vapor entrante. Este dispositivo fue el primer controlador automático utilizado en tecnología. Diseñó un condensador separado del cilindro para sacar el vapor a alta temperatura del cilindro y enfriarlo para que el cilindro principal pudiera mantener una determinada temperatura. Al mismo tiempo, mejoró la precisión del cilindro e hizo que los pistones y válvulas fueran suaves y apretados. La idea de Watt es muy novedosa en principio y la mejora de la eficiencia es sorprendente. Producidas y vendidas a través de una asociación muy exitosa y famosa con Bolton, un fabricante de máquinas en Birmingham, las máquinas de vapor de Watt fueron rápidamente aceptadas por los usuarios y pronto fueron ampliamente utilizadas en otras industrias además de la minería del carbón, promoviendo el gran desarrollo de la industria manufacturera urbana. En 1800, había máquinas de vapor de 500 vatios funcionando en varios lugares del Reino Unido, y su número ha crecido rápidamente desde entonces. La máquina de vapor de Watt se convirtió en un invento verdaderamente internacional. Promovió efectivamente la revolución industrial en Europa en el siglo XVIII y empujó a la industria mundial a la "era del vapor". Pero la máquina de vapor de Watt todavía dependía de la presión atmosférica, por lo que era necesariamente grande y pesada (a veces llamada "máquina estacionaria"). A finales del siglo XVIII, estas máquinas estacionarias se usaban comúnmente en las fábricas para propulsar máquinas debido a sus cascos más grandes; los primeros barcos de vapor también podían ser propulsados por máquinas de vapor atmosféricas. Sin embargo, las locomotoras de ferrocarril no son adecuadas. Deben tener modelos más pequeños de alto voltaje. Esa máquina de vapor más pequeña fue diseñada en 1800 por otro inglés, Trevithick.
3. Un genio inventor que pasará a la historia
En abril de 1784, el gobierno británico concedió a Watt un certificado de patente para fabricar una máquina de vapor. Marx comentó una vez: El gran genio de Watt se refleja en la especificación de la patente que obtuvo. No describió su máquina de vapor como una invención para propósitos especiales, sino como una máquina comúnmente utilizada en grandes industrias. Watt goza de un alto estatus en los círculos académicos y científicos de Gran Bretaña y Europa continental. En 1784 se convirtió en miembro de la Royal Society de Edimburgo y en 1785 se convirtió en miembro de la Royal Society de Londres. En 1808, se convirtió en miembro de la Academia Francesa y, en 1814, fue elegido uno de los ocho académicos extranjeros de la Academia Francesa de Ciencias. La comunidad científica de varios países reconoce a Watt como el más famoso entre ellos. Debido a un gran invento que hizo época, Watt de repente se convirtió en un pez gordo con fama y fortuna de una persona pobre y desconocida. Recibió setenta y seis mil libras en concepto de regalías a lo largo de once años. Para proteger sus patentes, se volvió algo académico en sus últimos años. A menudo presentó demandas ante los tribunales para prevenir y reprimir los inventos de otras personas, e incluso prohibió a sus asistentes experimentar con el uso de vapor para lanzar vehículos de cuatro ruedas. Ésta es la tragedia de un científico y la huella de su época y de su sociedad. A pesar de esto, siguió siendo un gran inventor. Dedicó toda su vida a la invención de la máquina de vapor, que duró más de 20 años. El pueblo nunca olvidará su gran contribución a la ciencia, la tecnología y el progreso social.
IV.Los últimos días de un gran hombre
Watt también hizo muchos otros inventos antes de su semijubilación. Por ejemplo, inventó un nuevo método para medir distancias mediante un telescopio, un. nueva impresión de transparencias, mejoras en la lámpara de aceite, la prensa apisonadora y el método de colorear dibujos mecánicos que continúa hasta el día de hoy. En 1800, la patente de Watt y la cooperación de Boulton expiraron, y se jubiló ese mismo año. Pero su asociación continuó hasta la siguiente generación, y Matthew Boulton continuó trabajando con James Watt Jr., mientras absorbía a William Murdoch como socio, asegurando el éxito continuo de la empresa.
Después de su jubilación, Watt viajó a Francia y Alemania con su segunda esposa y compró una casa en Gales. En 1819, Watt, de 83 años, falleció pacíficamente en su casa. Hizo contribuciones destacadas a las ciencias humanas durante su vida y personas de todos los países lo extrañan. En 1824, en el quinto aniversario de su muerte, el público londinense le erigió un monumento en la famosa Abadía de Westminster. Watt estudió mucho durante toda su vida y se dedicó incansablemente a las empresas científicas. Basándose en los logros de sus predecesores, inventó la máquina de vapor e hizo una contribución trascendental al desarrollo de la ciencia y la tecnología humanas. Para conmemorar a Watt, el gran inventor, la gente utiliza como unidad de potencia el vatio, o vatio para abreviar.