نیم نگاهی به سرگذشت جیمز وات

جیمز وات در سال ۱۷۳۶ در شهر گریناک در اسکاتلند به دنیا آمد. از همان آغاز طفولیت کودکی بسیار ضعیف و ظریف بود؛ به همین علت او را به مدرسه نفرستادند بلکه مادر و پدر در خانه به تربیت او پرداختند.

جیمز وات دارای تخیل قوی بود و به مرور زمان علاقه خود را به امور فنی و مهندسی نشان داد

وی به علم نجوم همچون علم ریاضیات علاقه داشت و ساعتهای متمادی به پشت دراز کشیده و به ستاره‌ها نگاه می‌کرد.

او از خواندن و آموختن لذت می‌برد اما زمانی فرا رسید که به علت فقر خانوادگی و تنگدستی برای امرار معاش باید کار می‌کرد؛ بنابراین در مغازه‌ای شروع به کار کرد. صبح‌ها چند ساعت قبل از بازشدن مغازه برمی‌خاست و شروع به کار می‌کرد که موجب شده بود بر سلامتی او اثر نامطلوب بگذارد.

یکی از استادان دانشگاه که از مهارت او در امور فنی اطلاع یافته بود اتاقی در دانشگاه به او داد تا او در آنجا بتواند به کارهایش ادامه دهد. او در سال ۱۷۶۴ موتوری را در دانشگاه تعمیر کرد؛ به مدت چند ماه به‌طور شبانه‌روزی انواع مختلف نیروهای بخار را آزمایش کرد. سرانجام اصول موتور بخار به ذهنش راه پیدا کرد.

در این حین مشکلات زیادی برای وی پیش‌آمد و اتاق خود را در دانشگاه از دست داد، اگر کمکهای همسرش مارگارت میلو نبود وی دست از کار می‌کشید. مارگارت دختری بود که جیمز پس از گشودن کارگاه خود در دانشگاه با او ازدواج کرد.

جان روباک (یکی از دوستانش) قبول کرد که شریک جیمز شده و بدهی‌های وی را بپردازد و اختراع او را به ثبت برساند. جیمز با شادی رهسپار لندن شد؛ اما مأمورین اداره ثبت اختراعات، کاملاً بی‌تفاوت بودند و این سبب ناراحتی جیمز شد از طرفی روباک هم مقروض شده بود و نمی‌توانست به جیمز کمک کند. در این حین کارخانه دار ثروتمندی به نام متیو بولتون از طریق جان روباک از اختراعات جیمز آگاه شد و قبول کرد که با جیمز کار کند و این نقطه عطفی در زندگی وی بود و موفق شد موتور بخارش را در سال ۱۷۶۹ بسازد.

در آن هنگام شهرت او افزایش یافته بود و موفقیت بزرگی نصیب مخترع شده بود و موتور او در کارخانه مورد استفاده قرار گرفت و نتیجه تلاشش مورد استفاده صنعت و کارخانه داران قرار گرفت. اختراع جیمز وات نقطه عطفی در انقلاب صنعتی در اروپا بود و توانست راه را برای تولید انبوه کالا، حمل و نقل و مصرف بیشتر باز کند. وی در سال ۱۸۱۹ در سن ۸۳ سالگی فوت کرد.

ماشین بخار

وات در واقع اولین سازنده ماشین بخاری نیست. «هرو او آلکساندریا» در قرن اول میلادی ابزارهای مشابهی را توصیف کرده بود. در سال ۱۶۹۸ «توماس ساوری» ماشین مشابهی را به ثبت رساند که برای تلمبه کردن آب از آن استفاده می‌شد و در ۱۷۱۲ «توماس نیوکومن» نوع پیشرفته‌تری از آن را به ثبت رساند. با وجود این ماشین ساخته شده توسط نیوکومن کارایی بسیار کمی داشت و آن را فقط برای خارج کردن آب از معادن زغال سنگ به کار می‌گرفتند.

 

وات با اینکه فقط یک دوره کارآموزی یکساله را در زمینه ابزارسازی گذرانده بود ولی از استعداد ابداع و نوآوری فراوان برخوردار بود. وی در سال ۱۷۶۴ هنگامی که مشغول تعمیر یک مدل از ماشین‌های نیوکومن بود به ماشین بخار علاقمند شد. وات اصلاحاتی آنچنان مهم و ارزنده در ماشین اختراعی نیوکومن به عمل آورد که می‌توان او را مخترع اولین ماشین بخار دانست.

 

اولین تغییر مهم وات که در سال ۱۷۶۹ به ثبت رساند اضافه کردن یک محفظه جداگانه تراکم بخار بود. او همچنین با عایق‌بندی سیلندر بخار را مجزا کرد و در سال ۱۷۸۲ ماشین دوطرفه را اختراع نمود. تمام اینها همراه با چند فقره تغییرات و اصلاحات کوچک‌تر به کارایی بیشتر ماشین‌های بخار منتج شد. این ازدیاد کارایی عملاً به معنای تفاوت بین یک ابزار ماهرانه ولی نه چندان قابل استفاده با وسیله‌ای با توان صنعتی فراوان بود.

وات«W»

 یکای سنجش توان در سیستم استاندارد بین‌المللی واحدها است. یک وات برابر است با یک ژول انرژی در هر ثانیه . وات بیانگر آهنگ مصرف یا تولید انرژی است.                                                               آهنگ مصرف انرژی الکتریکی در لامپ‌های حبابی معمولی بین ۱۵ تا ۱۰۰ وات است. لامپ‌های فلوئورسنت فشرده مصرفی بین ۵ تا ۳۰ وات دارند. موتور یک خودروی معمولی با آهنگ ۲۵۰۰۰ وات انرژی مکانیکی تولید می‌کند.

برای بدست آوردن یکای وات در ترمودینامیک و مکانیک از فرمول کار تقسیم بر زمان استفاده می‌گردد:

\mathrm{W = \frac{J}{s} = \frac{N\cdot m}{s} = \frac{kg\cdot m^2}{s^3}}