JAMES WATT: ชีวประวัติสิ่งประดิษฐ์และผลงาน - ประวัติศาสตร์ - 2025

James Watt (1736-1819) เป็นวิศวกรและนักประดิษฐ์ชาวสก็อตที่มีชื่อเสียงซึ่งการปรับปรุงเครื่องจักรไอน้ำเป็นพื้นฐานของการขยายตัวและด้วยเหตุนี้จึงทำให้การปฏิวัติอุตสาหกรรมครั้งแรกเกิดขึ้นได้ซึ่งบ่งบอกถึงการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในสังคมในยุคนั้น

เมื่อพูดถึงนักประดิษฐ์คนนี้เรื่องราวมักจะเล่าถึงวัตต์ที่หลงใหลเมื่อเห็นหม้อต้มเดือด โดยเฉพาะสังเกตแรงที่ไอน้ำกระทำบนฝา เวอร์ชันแตกต่างกันไป: ในบางวัตต์ยังเด็กและในบางรุ่นเขาแก่กว่า วัตถุที่สังเกตเห็นยังเปลี่ยนเจ้าของโดยมีสาเหตุมาจากแม่และครั้งอื่น ๆ เป็นของป้า

ภาพวาดเจมส์วัตต์

สิ่งที่แน่นอนก็คือเรื่องราวเรียบง่ายนี้เป็นสัญลักษณ์ของความหลงใหลที่ทำให้เจมส์วัตต์กลายเป็นหนึ่งในผู้ชายที่มีอิทธิพลมากที่สุดในยุคนั้น

เพื่อเป็นเกียรติแก่เขามีสถานที่หลายแห่งที่ตั้งชื่อตามชื่อของเขา ในจำนวนนี้มีห้องสมุดวัตต์ตั้งอยู่ใน Greenock; James Watt University ซึ่งตั้งอยู่ในบ้านเกิดของเขาเช่นกัน Heriot-Watt University ซึ่งตั้งอยู่ในเอดินบะระ; และวิทยาลัยวิทยาศาสตร์บางแห่งทั่วสหราชอาณาจักร

ชีวประวัติ

James Watt เกิดเมื่อวันที่ 19 มกราคม พ.ศ. 2279 ที่เมือง Greenock ของสกอตแลนด์ในสกอตแลนด์ ลูกชายของพ่อค้าและนักต่อเรือที่ประสบความสำเร็จ Watts เป็นเด็กที่สุขภาพบอบบางมาก

ตั้งแต่ชั้นประถมเขาเรียนเฉพาะเรขาคณิตภาษาละตินและภาษากรีกในขณะที่พ่อแม่ได้รับการศึกษาที่บ้าน ที่นั่นแม่ของเขาสอนให้เขาเขียนและอ่านเช่นเดียวกับที่เขาเรียนเลขคณิต

วัตต์ใช้เวลาส่วนใหญ่ในการประชุมเชิงปฏิบัติการของพ่อ ที่นั่นเขามีเครื่องมือและเครื่องตีเหล็กซึ่งเขาได้เรียนรู้ที่จะปรับปรุงและเสริมสร้างเรือของพ่อของเขา เขาเป็นคนที่สอนให้เจมส์ทำเครื่องดนตรีและสิ่งประดิษฐ์จากไม้และโลหะ

ในไม่ช้า Young Watt ก็ได้เรียนรู้การค้าขายของช่างไม้ด้วยเกมที่พ่อของเขาให้เขาโดยเกมนี้เขาจะเลิกทำดัดแปลงของเล่นของเขาและเปลี่ยนให้เป็นของใหม่

แม่ของเจมส์เสียชีวิตเมื่อเขาอายุเพียงสิบเจ็ด; หลังจากนั้นไม่นานธุรกิจของพ่อก็ลดลงอย่างรวดเร็ว เหตุการณ์เหล่านี้กระตุ้นให้เจมส์แสวงหาโอกาสที่ดีกว่าในสถานที่ใหม่ ๆ

ในปี 1755 วัตต์ตั้งรกรากอยู่ในลอนดอนซึ่งเป็นเมืองหลวงของอังกฤษเพื่อฝึกงานในเวิร์คช็อปเครื่องมือทางคณิตศาสตร์ ตอนนั้นเขาเรียนรู้การทำเครื่องดนตรีที่เกี่ยวข้องกับการนำทาง Young Watt ตัดสินใจกลับไปสกอตแลนด์ในอีกหนึ่งปีต่อมาในขณะที่เขาเห็นสภาพแวดล้อมที่อึดอัดและไม่เป็นใจในลอนดอน

กลับไปที่กลาสโกว์

เจมส์วัตต์ต้องการสร้างตัวเองในกลาสโกว์ซึ่งเป็นเมืองหลวงของสกอตแลนด์ในฐานะผู้ผลิตเครื่องดนตรี อย่างไรก็ตามกิลด์ช่างตีเหล็กกลาสโกว์ได้ จำกัด ไม่ให้เขาซื้อขายตราสารของเขา ช่างตีเหล็กแย้งว่าเขาต้องเป็นเด็กฝึกงานอย่างน้อยเจ็ดปีก่อนที่จะซื้อขายเครื่องมือของเขา

เหตุการณ์นี้ทำให้วัตต์ไปเรียนที่มหาวิทยาลัยกลาสโกว์ในปี 1756 งานแรกของเขาคือซ่อมแซมการจัดส่งเครื่องมือทางดาราศาสตร์ของ Alexander Macfarlane พ่อค้าชาวสก็อตที่อยู่ในจาเมกา ภายหลังส่วนหนึ่งของสิ่งประดิษฐ์เหล่านี้ได้รับการติดตั้งในหอดูดาวของสถาบันการศึกษาดังกล่าว

ที่มหาวิทยาลัยกลาสโกว์วัตต์ได้พบกับนักวิทยาศาสตร์จำนวนมาก โจเซฟแบล็กบิดาแห่งเคมีสมัยใหม่และการศึกษาความร้อนซึ่งเขาได้สร้างความสัมพันธ์พื้นฐานสำหรับการพัฒนาเครื่องจักรไอน้ำ

ในปี 1759 วัตต์ได้พบกับเจมส์เครกสถาปนิกและนักธุรกิจ ทั้งสองสร้างความสัมพันธ์ทางธุรกิจ: เป็นเวลาหกปีที่วัตต์ผลิตจตุภาคกล้องจุลทรรศน์และเครื่องมือทางแสงอื่น ๆ ในการประชุมเชิงปฏิบัติการขนาดเล็กใน Trongate

ในปีพ. ศ. 2306 เขากลายเป็นผู้ถือหุ้นใน Delftfield Pottery Co. Watt ยังทำงานเป็นวิศวกรโยธาดำเนินการตรวจสอบต่างๆและการสร้างคลอง Forth and Clyde และ Caledonian

วัตต์แต่งงานกับมาร์กาเร็ตมิลเลอร์ลูกพี่ลูกน้องของเขาในปี 1764 ซึ่งเขามีลูกห้าคน ในจำนวนนี้มีเพียงสองคนเท่านั้นที่มีชีวิตจนถึงวัยผู้ใหญ่: เจมส์จูเนียร์และมาร์กาเร็ต แปดปีต่อมาวัตต์ถูกทิ้งให้เป็นพ่อม่าย

Boulton & Watt: จุดเริ่มต้นของการปฏิวัติ

วัตต์ใช้ชีวิตในช่วงหลายปีข้างหน้าเพื่อปรับปรุงการออกแบบเครื่องจักรไอน้ำก่อนที่จะย้ายไปเบอร์มิงแฮมในปี พ.ศ. 2317

เขาได้ร่วมงานกับ Matthew Boulton เจ้าสัวในอุตสาหกรรมและเจ้าของโรงหลอมโซโห ด้วยความที่เป็นคนช่างสงสัยวัตต์ไม่ชำนาญในธุรกิจ อย่างไรก็ตามมิตรภาพของเขากับ Boulton ทำให้เขาสามารถทำให้เครื่องจักรของเขาเป็นที่รู้จักและเพิ่มคุณค่าให้กับตัวเอง

หนึ่งปีต่อมาโรงหล่อได้รับคำสั่งซื้อสองครั้งเพื่อสร้างเครื่องจักรไอน้ำของวัตต์ ในปี พ.ศ. 2319 มีการติดตั้งเครื่องจักร ความสำเร็จแพร่กระจายและโรงหล่อยังคงได้รับคำสั่งผลิต 2320 วัตต์แต่งงานกับแอนแม็คเกรเกอร์ลูกสาวของผู้ผลิตหมึก จากการแต่งงานครั้งที่สองนี้เกิดเกรกอรีเจเน็ตและแอน

ความร่วมมือกับ Boulton ทำให้ Watt สามารถอัพเกรดเครื่องจักรไอน้ำของเขาเพื่อให้มีประสิทธิภาพมากกว่า Newcomen ถึงห้าเท่า ในไม่ช้าสิ่งประดิษฐ์ของเขาก็ถูกนำไปใช้ในเหมืองโรงงานโรงสีโรงหล่อและสิ่งทอ นับจากนี้เป็นต้นไปการปฏิวัติอุตสาหกรรมจะเริ่มก่อตัวขึ้นและแพร่กระจายไปทั่วโลก

ปีที่แล้ว

การปรับปรุงเครื่องจักรไอน้ำทำให้ James Watt กลายเป็นเศรษฐีเขาสามารถเกษียณอายุในปี 1800 ซื้อบ้านในชนบทในสกอตแลนด์เดินทางไปกับภรรยาของเขาที่ฝรั่งเศสและเยอรมนีและมีส่วนร่วมในสังคมที่อุทิศตนเพื่อวิทยาศาสตร์และศิลปะ

การมีส่วนร่วมของวัตต์เป็นที่รู้จักอย่างกว้างขวางในช่วงชีวิตของเขา: เขาเป็นสมาชิกของ Royal Society of London และในเอดินบะระด้วย มหาวิทยาลัยกลาสโกว์มอบปริญญานิติศาสตร์ดุษฎีบัณฑิตให้เขาในปี 1806 สถาบันวิทยาศาสตร์แห่งฝรั่งเศสทำให้เขาเป็นหุ้นส่วนในปี พ.ศ. 2357 และเขาได้รับการเสนอตำแหน่งบารอนด้วย แต่วัตต์ปฏิเสธ

การประดิษฐ์ครอบครองสถานที่สำคัญในชีวิตของเจมส์วัตต์ หลังจากเกษียณอายุเขาได้คิดค้นเครื่องมือใหม่ ๆ ในการประชุมเชิงปฏิบัติการขนาดเล็กจนกระทั่งเขาเสียชีวิตในวันที่ 19 สิงหาคม พ.ศ. 2362 การมีส่วนร่วมของเขาทำให้บริเตนใหญ่กลายเป็นสังคมอุตสาหกรรมแห่งแรกของโลก

สิ่งประดิษฐ์

เครื่องจักรไอน้ำชนิดวัตต์สร้างโดย บริษัท David Napier & Son Limited (ลอนดอน) ในปี 1859 เป็นหนึ่งในเครื่องจักรไอน้ำเครื่องแรกที่ติดตั้งในสเปน NicolásPérezผ่าน Wikimedia Commons

ตั้งแต่ความสัมพันธ์ของเขากับเจมส์เครกวัตต์เริ่มสนใจในการออกแบบเครื่องจักรไอน้ำและไม่ถึงปี ค.ศ. 1763 เขาก็มีโอกาสได้ศึกษาสิ่งเหล่านี้ศาสตราจารย์ด้านปรัชญาธรรมชาติจอห์นแอนเดอร์สันมอบหมายให้วัตต์ซ่อมเครื่องจักรไอน้ำที่ออกแบบโดย Thomas Newcomen ในปี 1711

วัตต์สามารถซ่อมเครื่องได้ แต่มักจะพังหลังจากใช้งานเป็นเวลานาน Watt ต้องใช้การทดสอบหลายครั้งเพื่อค้นพบว่าข้อบกพร่องพื้นฐานของเครื่อง Newcomen อยู่ในการออกแบบไม่ใช่ในส่วนประกอบ

เครื่องขัดข้อง

เครื่อง Newcomen มีข้อผิดพลาดดังต่อไปนี้: ไอน้ำควบแน่นในกระบอกสูบเดียวกันซึ่งจะต้องขยายตัวเพื่อเคลื่อนลูกสูบ วัตต์ประมาณการสิ้นเปลืองพลังงานอยู่ที่ 80% ต่อรอบเนื่องจากต้องใช้เวลารอนานกว่าที่ไอน้ำจะอุ่นเพื่อดันลูกสูบ

สองปีต่อมากลาสโกว์ได้คิดค้นวิธีแก้ปัญหาในขณะที่เดินผ่านกลาสโกว์กรีนพาร์คซึ่งเป็นกระบอกสูบแยกต่างหากเพื่อใช้เป็นคอนเดนเซอร์ สิ่งนี้จะช่วยประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงมากขึ้นและปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องจักรไอน้ำ

สารละลายของวัตต์ช่วยให้ลูกสูบสามารถรักษาความร้อนได้ในขณะที่ไอน้ำควบแน่นในกระบอกสูบที่แตกต่างกัน คอนเดนเซอร์นี้หลีกเลี่ยงความร้อนจำนวนมากที่สูญเสียไปจากการให้ความร้อนและการทำให้ลูกสูบเย็นลงซ้ำ ๆ วัตต์สามารถผลิตรุ่นแรกที่ใช้งานได้เต็มรูปแบบในปีค. ศ. 1765

ในช่วงเวลานี้หนึ่งในผู้ให้ทุนที่ใหญ่ที่สุดของเขาคือโจเซฟแบล็ก เขายังแนะนำเธอให้รู้จักกับ John Roebuck ผู้จัดการของ Carron Foundry ที่มีชื่อเสียง Roebuck และ Watt ทำงานร่วมกันเป็นเวลาสี่ปีจนกระทั่งปัญหาทางการเงินบังคับให้ Roebuck ต้องปิดโรงหล่อในปี 1773

หลังจากนั้นไม่นานวัตต์ก็ได้พบกับแมทธิวบูลตันและความสัมพันธ์ทางธุรกิจของพวกเขาทำให้เขาทุ่มเทให้กับสิ่งประดิษฐ์ของเขาได้อย่างเต็มที่ ที่โรงงาน Boulton เขาสามารถสร้างเครื่องจักรไอน้ำรุ่นต่างๆของเขาได้

เวลาอัพเกรด

เครื่องจักรของวัตต์ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายและชื่อเสียงของเขาก็แพร่กระจายไปทั่วสหราชอาณาจักร อย่างไรก็ตามความก้าวหน้าที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในเครื่องจักรไอน้ำเกิดขึ้นระหว่างปี 1781 ถึง 1788 การปรับเปลี่ยนวัตต์ทำให้เครื่องยนต์ใช้ไอน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

ในบรรดาการปรับปรุงที่เกิดขึ้น ได้แก่ การใช้ลูกสูบแบบ double-acting การเปลี่ยนการเชื่อมต่อระหว่างโซ่และกระบอกสูบด้วยแท่งแข็งสามแท่งและการสร้างอุปกรณ์เชิงกลอื่นที่ปรับเปลี่ยนการเคลื่อนที่ซึ่งกันและกัน (ขึ้นและลง) ของกระบอกสูบ ไปยังการกระจัดแบบวงกลมพร้อมความเป็นไปได้ในการควบคุมความเร็ว

เครื่องจักรใหม่นี้แทนที่การใช้สัตว์ในการบังคับวัตต์จึงตัดสินใจว่าควรวัดเครื่องจักรของเขาในแง่ของจำนวนม้าที่เปลี่ยน

นักวิทยาศาสตร์ชาวสก็อตสรุปว่าค่าของ "หนึ่งแรงม้า" นั้นเทียบเท่ากับพลังงานที่จำเป็นในการยกน้ำหนักบรรทุก 75 กก. ในแนวตั้งด้วยความเร็ว 1 เมตร / วินาที มาตรการนี้ยังคงใช้มาจนถึงปัจจุบัน

การทดลองทางเคมี

ตั้งแต่อายุยังน้อยวัตต์หลงใหลในเคมี ในตอนท้ายของปี 1786 นักประดิษฐ์ชาวสก็อตอยู่ในปารีสเมื่อเขาได้เห็นการทดลองของนักนับและนักเคมีชาวฝรั่งเศส Berthollet การทดลองแสดงการสร้างคลอรีนผ่านปฏิกิริยาของกรดไฮโดรคลอริกกับแมงกานีสไดออกไซด์

Berthollet พบว่าสารละลายที่มีคลอรีนในน้ำสามารถฟอกสีสิ่งทอได้ ในไม่ช้าเขาก็เผยแพร่การค้นพบของเขาซึ่งดึงดูดความสนใจของคู่แข่งที่มีศักยภาพ

เมื่อกลับไปอังกฤษ Watt เริ่มทดลองกับสิ่งที่ค้นพบของ Berthollet โดยหวังว่าจะพบกระบวนการที่พิสูจน์ผลกำไรทางการเงิน

วัตต์ค้นพบว่าส่วนผสมของเกลือแมงกานีสไดออกไซด์และกรดซัลฟิวริกสามารถผลิตคลอรีนได้ จากนั้นเขาก็ส่งคลอรีนไปยังสารละลายอัลคาไลน์และได้ของเหลวขุ่นที่สามารถฟอกสีผ้าได้

ในไม่ช้าเขาก็สื่อสารสิ่งที่เขาค้นพบให้กับภรรยาของเขาแอนและเจมส์แม็คเกรเกอร์พ่อตาของเขาซึ่งเป็นช่างทำสีย้อม ด้วยความเป็นส่วนตัวในการทำงาน Watt จึงไม่เปิดเผยการค้นพบของเขาให้ใครรู้

ร่วมกับ MacGregor และภรรยาของเขา Watt เริ่มขยายกระบวนการ 1788 วัตต์และพ่อตาของเขาสามารถฟอกผ้าได้ 1,500 หลา

การค้นพบ Berthollet

ในแบบคู่ขนาน Berthollet ค้นพบกระบวนการเดียวกันสำหรับเกลือและกรดซัลฟิวริก ไม่เหมือนวัตต์ Count Berthollet ตัดสินใจที่จะเปิดเผยต่อสาธารณะโดยเปิดเผยการค้นพบของเขา

ในไม่ช้านักวิทยาศาสตร์หลายคนก็เริ่มทดลองด้วยกระบวนการ ด้วยการแข่งขันที่รวดเร็วเช่นนี้ James Watt จึงตัดสินใจละทิ้งความพยายามในสาขาเคมี กว่าสิบปีต่อมาในปี ค.ศ. 1799 Charles Tennant ได้จดสิทธิบัตรกระบวนการใหม่ในการผลิตผงฟอกขาวที่ประสบความสำเร็จในเชิงพาณิชย์

สิ่งประดิษฐ์อื่น ๆ

วัตต์ยังคงคิดค้นสิ่งประดิษฐ์ใหม่ ๆ อย่างต่อเนื่องหลังจากเลิกจากธุรกิจ หนึ่งในนั้นคือแท่นพิมพ์พิเศษสำหรับคัดลอกตัวอักษร สิ่งนี้ช่วยเขาในการเขียนจดหมายหลายครั้งซึ่งเป็นเรื่องปกติสำหรับนักธุรกิจ

แท่นพิมพ์ของวัตต์ทำงานโดยการเขียนตัวอักษรต้นฉบับด้วยหมึกเฉพาะ จากนั้นทำสำเนาโดยวางแผ่นกระดาษไว้บนตัวอักษรที่เขียนแล้วกดทั้งสองเข้าด้วยกัน นอกจากนี้เขายังสร้างเครื่องจักรเพื่อจำลองรูปปั้นครึ่งตัวและรูปปั้น

การมีส่วนร่วม

การมีส่วนร่วมของวัตต์ในสาขาวิทยาศาสตร์ได้เปลี่ยนภูมิทัศน์ของโลกเมื่อการปฏิวัติอุตสาหกรรมครั้งแรกเริ่มขึ้น ต้องขอบคุณรถจักรไอน้ำที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเศรษฐกิจและสังคมครั้งใหญ่ ผลผลิตของโรงงานเพิ่มขึ้นมากเนื่องจากเครื่องยนต์ไอน้ำที่วัตต์ออกแบบ

เนื่องจากผลงานของเขาต่อวิทยาศาสตร์ระบบสากลของหน่วยที่รับบัพติศมาด้วยชื่อวัตต์ - หรือวัตต์ - เป็นหน่วยกำลังเทียบเท่ากับหนึ่งจูลของการทำงานต่อวินาที

ผลกระทบที่เครื่องจักรของวัตต์มีต่อโลกทำให้นักวิทยาศาสตร์พิจารณายุคทางธรณีวิทยาใหม่นั่นคือแอนโทรโพซีน ปี 1784 ซึ่งวัตต์ได้รวมเอาการปรับปรุงที่สำคัญที่สุดเข้ากับเครื่องจักรของเขาทำหน้าที่เป็นจุดเริ่มต้นสำหรับยุคนี้ที่กำหนดโดยการเปลี่ยนแปลงของมนุษย์บนพื้นผิวโลกชั้นบรรยากาศและมหาสมุทร

อ้างอิง

1. Boldrin, M. และ Levine, M. "James Watt: Monopolist" (มกราคม 2552) ที่ Mises Institute สืบค้นเมื่อวันที่ 13 กันยายน 2018 จาก Mises Institute: mises.org
2. "James Watt" (2010) ใน Undiscovered Scottland สืบค้นเมื่อวันที่ 13 กันยายน 2018 จาก Undiscovered Scotland: undiscoveredscotland.co.uk
3. "James Watt" (2009) ทาง BBC สืบค้นเมื่อวันที่ 13 กันยายน 2018 จาก BBC History: bbc.co.uk
4. Pettinger, Tejvan "ชีวประวัติของเจมส์วัตต์" (2010) ในชีวประวัติออนไลน์. สืบค้นเมื่อวันที่ 13 กันยายน 2018 จาก Biography Online: biographyonline.net
5. Kingsford, P. "James Watt" (2018) ใน Britannica สืบค้นเมื่อวันที่ 13 กันยายน 2018 จาก Encyclopedia Britannica: britannica.com
6. Sproule แอนนา "James Watt: Master of the Steam Engine" (2001) ใน blackirch Press สืบค้นเมื่อวันที่ 13 กันยายน 2018 จากสารานุกรมชีวประวัติโลก: Outstandingbiographies.com
7. "James Watt" (2013) ใน The University of Glasgow Story สืบค้นเมื่อวันที่ 13 กันยายน 2018 จาก University of Glasgow: universitystory.gla.ac.uk