James Watt (1736-1819)는 유명한 스코틀랜드 엔지니어이자 발명가로 증기 엔진의 개선이 그 확장의 근본이되었고 결과적으로 1 차 산업 혁명을 가능하게했으며 이는 당시 사회에 큰 변화를 암시했습니다.
이 발명가에 대해 이야기 할 때, 이야기는 보통 끓는 가마솥을보고 매료 된 와트에 대해 이야기합니다. 특히, 증기가 뚜껑에 가한 힘을 관찰합니다. 버전은 다양합니다. 일부 와트에서는 젊고 다른 버전에서는 나이가 많습니다. 관찰 된 물체는 또한 소유자를 변경하여 어머니와 다른 경우에는 이모에게 귀속됩니다.
제임스 와트 그림
확실한 것은이 단순한 이야기가 제임스 와트를 당대 가장 영향력있는 인물로 이끌었던 매력을 상징한다는 것입니다.
그의 명예에서 그의 이름을 따서 명명 된 여러 장소가 있습니다. 그중에는 Greenock에 위치한 Watt Library가 있습니다. 그의 고향에 위치한 James Watt University; 에딘버러에 기반을 둔 Heriot-Watt University; 영국 전역의 일부 과학 대학.
전기
James Watt는 1736 년 1 월 19 일 스코틀랜드의 스코틀랜드 그리 녹 (Greenock) 마을에서 태어났습니다. 성공적인 상인이자 조선업자의 아들 인 Watts는 건강이 매우 약한 아이였습니다.
초등학교 때부터 그는 부모로부터 가정에서 교육을 받았기 때문에 기하학, 라틴어, 그리스어 만 배웠습니다. 그의 어머니는 그에게 쓰기와 읽기를 가르치고 산수를 배웠습니다.
와트는 대부분의 시간을 아버지의 작업장에서 보냈습니다. 거기에는 도구와 대장간이 있었는데,이를 통해 아버지의 배를 개선하고 강화하는 방법을 배웠습니다. 제임스에게 나무와 금속으로 도구와 인공물을 만드는 법을 가르친 것은 바로 그 사람이었습니다.
Young Watt는 곧 아버지가 그에게 준 게임으로 목 공업을 배웠습니다.이 게임을 통해 그는 자신의 장난감을 실행 취소하고, 장난감을 수정하여 새로운 것으로 바 꾸었습니다.
제임스의 어머니는 그가 겨우 17 세에 돌아가 셨습니다. 얼마 지나지 않아 그의 아버지의 사업은 빠르게 쇠퇴했습니다. 이러한 이벤트는 James가 새로운 장소에서 더 나은 기회를 찾도록 동기를 부여했습니다.
1755 년 와트는 영국의 수도 인 런던에 정착하여 수학 도구 작업장에서 견습생을 얻었습니다. 당시 그는 내비게이션과 관련된 도구를 만드는 법을 배웠습니다. 젊은 와트는 런던에서 불편하고 불쾌한 환경을보고 1 년 후 스코틀랜드로 돌아 가기로 결정했습니다.
글래스고로 돌아 가기
James Watt는 스코틀랜드의 수도 인 Glasgow에서 악기 제작자로 자리를 잡기를 원했습니다. 그러나 Glasgow Blacksmiths Guild는 그의 악기 거래를 제한했습니다. 대장장이는 자신의 도구를 거래하기 전에 최소 7 년 동안 견습생이어야한다고 주장했습니다.
이 사건으로 와트는 1756 년에 글래스고 대학으로갔습니다. 그의 첫 번째 임무는 자메이카에 거주하는 스코틀랜드 상인 알렉산더 맥팔레인이 소유 한 천문기구의 선적을 수리하는 것이 었습니다. 이 유물 중 일부는 나중에 해당 연구실의 전망대에 설치되었습니다.
글래스고 대학교에서 와트는 많은 과학자들을 만났습니다. 그들 중에는 현대 화학과 열 연구의 아버지 인 Joseph Black이 증기 기관 개발을위한 근본적인 관계를 맺었습니다.
1759 년 와트는 건축가이자 사업가 인 제임스 크레이그를 만났습니다. 두 사람은 비즈니스 관계를 형성했습니다. 6 년 동안 Watt는 Trongate의 소규모 작업장에서 사분면, 현미경 및 기타 광학 기기를 제조했습니다.
1763 년에 그는 Delftfield Pottery Co.의 주주가되었습니다. Watt는 토목 기사로 일하면서 Forth와 Clyde와 Caledonian 운하의 건설과 다양한 검사를 수행했습니다.
와트는 1764 년 그의 사촌 마가렛 밀러와 결혼하여 5 명의 자녀를 두었습니다. 이 중 제임스 주니어와 마가렛 두 명만이 성인이되었습니다. 8 년 후, 와트는 홀아비로 남겨졌습니다.
Boulton & Watt : 혁명의 시작
와트는 1774 년 버밍엄으로 이사하기 전에 증기 기관의 설계를 개선하기 위해 다음 몇 년을 보냈습니다.
그곳에서 그는 산업가의 거물이자 소호 제련소의 소유자 인 Matthew Boulton과 팀을 이루었습니다. 수상한 사람이었던 와트는 사업에 능숙하지 않았습니다. 그러나 Boulton과의 우정 덕분에 그는 자신의 기계를 알리고 자신을 풍요롭게 할 수있었습니다.
1 년 후 파운드리는 Watt의 증기 엔진을 만들기 위해 두 건의 주문을 받았습니다. 1776 년에 기계가 설치되었습니다. 그 성공은 확산되었고 파운드리는 계속해서 제조 주문을 받았습니다. 1777 년 Watt는 잉크 제조업체의 딸인 Ann MacGregor와 결혼했습니다. 이 두 번째 결혼에서 Gregory, Janet 및 Ann이 태어났습니다.
Boulton과의 파트너십을 통해 Watt는 자신의 증기 엔진을 Newcomen보다 5 배 더 효율적으로 업그레이드했습니다. 곧 그의 발명품은 광산, 공장, 공장, 파운드리 및 직물에서 사용되었습니다. 이 순간부터 산업 혁명이 구체화되고 전 세계로 퍼지기 시작합니다.
지난 몇 년
증기 엔진의 개선으로 제임스 와트는 부유 한 사람이되었습니다. 그는 1800 년에 은퇴하고 스코틀랜드에서 시골집을 구입하고 아내와 함께 프랑스와 독일을 여행하고 과학과 예술에 전념하는 사회에 참여할 수있었습니다.
와트의 공헌은 그의 생애 동안 널리 인정 받았습니다. 그는 런던 왕립 학회의 회원이었으며 에딘버러의 회원이었습니다. 글래스고 대학은 그에게 1806 년 법학 박사 학위를 수여했고, 프랑스 과학 아카데미는 1814 년 그를 파트너로 만들었고 남작이라는 타이틀도 제안 받았지만 와트는 거절했습니다.
발명은 제임스 와트의 삶에서 중심적인 위치를 차지했습니다. 은퇴 후 1819 년 8 월 19 일에 사망 할 때까지 작은 작업장에서 새로운 도구를 고안했습니다. 그의 공헌으로 영국은 세계 최초의 산업화 된 사회가되었습니다.
발명품
1859 년 David Napier & Son Limited 회사 (런던)에서 제작 한 와트 형 증기 기관. 스페인에 설치된 최초의 증기 기관 중 하나입니다. Nicolás Pérez, Wikimedia Commons를 통해
제임스 크레이그와의 관계 이후, 와트는 증기 기관의 설계에 관심을 갖게되었고 1763 년이 되어서야 연구 할 기회를 얻었습니다. 자연 철학의 존 앤더슨 교수는 와트에 의해 설계된 증기 기관의 수리를 의뢰했습니다. 1711 년 Thomas Newcomen.
와트는 기계를 수리 할 수 있었지만 장기간 사용하면 항상 고장났습니다. Watt는 Newcomen 기계의 근본적인 결함이 구성 요소가 아닌 설계에 있음을 발견하기 위해 여러 테스트를 거쳤습니다.
기계 고장
Newcomen 기계에는 다음과 같은 오류가있었습니다. 동일한 실린더에서 증기가 응축되어 피스톤을 움직이기 위해 팽창해야했습니다. Watt는 증기가 피스톤을 밀어 내기 위해 재가열되기까지 오랜 시간이 걸렸기 때문에 사이클 당 80 %의 에너지 낭비를 예상했습니다.
2 년 후 Glasgow는 Glasgow Green Park (응축기 역할을하는 별도의 실린더)를 거닐면서 문제에 대한 해결책을 찾았습니다. 이것은 더 많은 연료를 절약하고 증기 엔진의 효율성을 향상시킵니다.
Watt의 솔루션은 피스톤이 열을 유지하도록했고 증기는 다른 실린더에서 응축되었습니다. 이 콘덴서는 피스톤을 반복적으로 가열 및 냉각하여 손실되는 많은 열을 피했습니다. Watt는 1765 년에 완전한 기능을 갖춘 최초의 모델을 제조 할 수있었습니다.
이 기간 동안 그의 가장 큰 자금 지원자 중 하나는 Joseph Black이었습니다. 그는 또한 그녀를 유명한 Carron Foundry의 관리자 인 John Roebuck에게 소개했습니다. Roebuck과 Watt는 재정 문제로 인해 Roebuck이 1773 년 파운드리를 폐쇄 할 때까지 4 년 동안 함께 일했습니다.
얼마 지나지 않아 Watt는 Matthew Boulton을 만났고 그들의 비즈니스 관계를 통해 그는 자신의 발명품에 전념 할 수있었습니다. Boulton 공장에서 그는 증기 엔진의 다양한 버전을 만들 수있었습니다.
업그레이드 시간
Watt의 기계는 널리 사용되었으며 그의 명성은 영국 전역에 퍼졌습니다. 그러나 증기 엔진의 가장 큰 발전은 1781 년과 1788 년 사이에 이루어졌습니다. Watt가 만든 수정은 엔진이 증기를 더 효율적으로 사용할 수 있도록했습니다.
개선 된 사항 중에는 복동 피스톤 사용, 체인과 실린더 사이의 연결을 세 개의 단단한로드로 대체하는 것, 실린더의 왕복 운동 (위아래)을 수정 한 또 다른 기계 장치의 생성이 있습니다. 속도 조절 가능성이있는 원형 운동에.
이 새로운 기계는 동물을 힘으로 사용하는 것을 대체했기 때문에 Watt는 그의 기계가 얼마나 많은 말을 대체했는지를 측정해야한다고 결정했습니다.
스코틀랜드 과학자는 "1 마력"의 값이 1m / s의 속도로 75kg의 힘을 수직으로 들어 올리는 데 필요한 에너지와 동일하다고 결론지었습니다. 이 측정은 오늘날에도 여전히 사용됩니다.
화학 실험
어린 시절부터 Watt는 화학에 매료되었습니다. 1786 년 말 스코틀랜드의 발명가는 프랑스 백작이자 화학자 베르 톨레 (Berthollet)의 실험을 목격했을 때 파리에있었습니다. 실험은 염산과 이산화망간의 반응을 통해 염소가 생성되는 것을 보여 주었다.
Berthollet은 염소로 구성된 수용액이 직물을 표백 할 수 있음을 발견했습니다. 그는 곧 잠재적 인 라이벌의 관심을 끌었던 발견을 발표했습니다.
영국으로 돌아온 Watt는 재정적으로 이익을 얻을 수있는 프로세스를 찾기 위해 Berthollet의 발견을 실험하기 시작했습니다.
Watt는 소금, 이산화망간 및 황산의 혼합물이 염소를 생성 할 수 있음을 발견했습니다. 그런 다음 그는 염소를 알칼리 용액에 통과시켜 천을 표백 할 수있는 탁한 액체를 얻었습니다.
그는 곧 그의 발견을 그의 아내 Ann과 그의 시아버지였던 James MacGregor에게 전달했습니다. 그의 작업에 매우 사적인 사람이기 때문에 와트는 그의 발견을 다른 사람에게 공개하지 않았습니다.
MacGregor와 그의 아내와 함께 Watt는 그 과정을 확대하기 시작했습니다. 1788 년 와트와 그의 장인은 1,500 야드의 천을 표백 할 수있었습니다.
Berthollet 발견
동시에 Berthollet은 소금과 황산에 대해 동일한 과정을 발견했습니다. Watt와는 달리 Berthollet 백작은 자신의 발견을 공개함으로써이를 공개하기로 결정했습니다.
곧 많은 과학자들이 그 과정을 실험하기 시작했습니다. 그렇게 빠르게 진행되는 경쟁이기 때문에 James Watt는 화학 분야에서의 노력을 포기하기로 결정했습니다. 10 년 이상 지난 1799 년 Charles Tennant는 상업적으로 성공한 표백 분말을 생산하는 새로운 공정에 대한 특허를 받았습니다.
기타 발명품
와트는 사업을 그만 둔 후에도 새로운 유물을 계속해서 생각해 냈습니다. 그중 하나는 편지를 복사하는 특수 인쇄기였습니다. 이것은 그에게 편지를 여러 번 쓰는 일을 구해 냈는데, 이것은 사업가에게 일반적이었습니다.
Watt의 인쇄기는 특정 잉크로 원본 편지를 작성하는 방식으로 작동했습니다. 그런 다음 서면 편지 위에 종이 한 장을 놓고 두 장을 함께 눌러 사본을 만들었습니다. 그는 또한 흉상과 조각품을 재현하는 기계를 만들었습니다.
기여
과학 분야에 대한 와트의 공헌은 1 차 산업 혁명이 시작되면서 세계 경관을 변화 시켰습니다. 증기 엔진 덕분에 경제적, 사회적으로 큰 변화가 일어났습니다. Watt가 설계 한 증기 엔진 덕분에 공장의 생산성이 상당히 증가했습니다.
과학에 대한 그의 공헌으로 인해, 국제 단위 시스템은 와트 또는 와트라는 이름으로 초당 1 줄의 작업에 해당하는 전력 단위로 세례를 받았습니다.
Watt의 기계가 세계에 미친 영향은 과학자들로 하여금 새로운 지질 시대 인 인류 세를 고려하게했습니다. 와트가 자신의 기계에 가장 중요한 개선 사항을 통합 한 1784 년은 지구 표면, 대기 및 바다에서 인간의 변화로 정의 된이 시대의 시작점 역할을합니다.
참고 문헌
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- 글래스고 대학 스토리의 "제임스 와트"(2013). 2018 년 9 월 13 일 글래스고 대학교에서 검색 : universitystory.gla.ac.uk