JAMES WATT: BIOGRAFIA, INVENZIONI E CONTRIBUTI - STORIA - 2025

James Watt (1736-1819) era un rinomato ingegnere e inventore scozzese i cui miglioramenti al motore a vapore furono fondamentali per la sua espansione e, di conseguenza, resero possibile la prima rivoluzione industriale, che implicò grandi cambiamenti nella società dell'epoca.

Quando si parla di questo inventore, di solito si racconta la storia di un Watt affascinato dal vedere 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 proprietario, essendo attribuito alla madre e altre volte alla zia.

Pittura di James Watt

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 luoghi 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; Heriot-Watt University, con sede a Edimburgo; e alcuni college di scienze in tutto il Regno Unito.

Biografia

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

Dalla scuola elementare ha imparato solo geometria, latino e greco, come è stato educato a casa dai suoi genitori. Fu lì che sua madre gli insegnò a scrivere e leggere, così come dove imparò l'aritmetica.

Watt trascorreva la maggior parte del tempo nel laboratorio di suo padre. Lì aveva strumenti e una fucina, con cui imparò a migliorare e rafforzare le navi di suo padre. È stato lui a insegnare a James a creare strumenti e manufatti in legno e metallo.

Il giovane Watt imparò presto il mestiere di falegname con un gioco che suo padre gli regalò: con questo gioco disfava, modificava i suoi giocattoli e li trasforma in cose nuove.

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

Nel 1755 Watt si stabilì a Londra, la capitale dell'Inghilterra, come apprendista in un laboratorio di strumenti matematici. In quel periodo ha imparato a costruire strumenti legati alla navigazione. Il giovane Watt ha deciso di tornare in Scozia un anno dopo, poiché ha visto un ambiente scomodo e sgradevole a Londra.

Ritorno a Glasgow

James Watt voleva stabilirsi a Glasgow, la capitale scozzese, come costruttore di strumenti. Tuttavia, la Glasgow Blacksmiths Guild gli ha impedito di scambiare i suoi strumenti. I fabbri sostenevano che doveva essere un apprendista per un minimo di sette anni prima di scambiare i suoi strumenti.

Questo incidente portò Watt all'Università di Glasgow nel 1756. Il suo primo incarico fu riparare una spedizione di strumenti astronomici appartenente ad Alexander Macfarlane, un mercante scozzese con sede in Giamaica. Parte di questi manufatti furono successivamente 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 dello studio del calore, con il quale ha instaurato un rapporto fondamentale per lo sviluppo della macchina a vapore.

Nel 1759 Watt incontrò James Craig, architetto e uomo d'affari. I due hanno formato una relazione d'affari: per sei anni Watt ha prodotto quadranti, microscopi e altri strumenti ottici in un piccolo laboratorio a Trongate.

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

Watt sposò sua cugina Margaret Miller nel 1764, dalla quale ebbe cinque figli. Di questi, solo due sono vissuti fino all'età adulta: James Jr. e Margaret. Otto anni dopo, Watt rimase vedovo.

Boulton & Watt: l'inizio di una rivoluzione

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

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

Un anno dopo la fonderia ha ricevuto due ordini per costruire il motore a vapore di Watt. Nel 1776 furono installate le macchine; il suo successo si diffonde e la fonderia continua a ricevere ordini di produzione. Nel 1777 Watt sposò Ann MacGregor, figlia di un produttore di inchiostri; da questo secondo matrimonio nacquero Gregory, Janet e Ann.

La partnership con Boulton ha portato Watt ad aggiornare il suo motore a vapore per renderlo cinque volte più efficiente di quello di Newcomen. Ben presto la sua invenzione fu utilizzata in miniere, fabbriche, mulini, fonderie e tessuti. Da questo momento in poi, la rivoluzione industriale inizia a prendere forma e diffondersi in tutto il mondo.

L'anno scorso

I miglioramenti al motore a vapore resero James Watt un uomo ricco: poté andare in pensione nel 1800, acquistare case di campagna in Scozia, viaggiare con la moglie in Francia e Germania e partecipare a società dedicate alle scienze e alle arti.

I contributi di Watt furono ampiamente riconosciuti durante la sua vita: era membro della Royal Society di Londra e anche in quella di Edimburgo. L'Università di Glasgow gli conferì un dottorato in giurisprudenza nel 1806, l'Accademia delle scienze francese lo rese partner nel 1814 e gli fu anche offerto il titolo di barone, ma Watt rifiutò.

L'invenzione ha occupato un posto centrale nella vita di James Watt. Dopo il pensionamento, ideò nuovi strumenti in un piccolo laboratorio fino alla morte, il 19 agosto 1819. I suoi contributi permisero alla Gran Bretagna di diventare la prima società industrializzata del mondo.

invenzioni

Un motore a vapore di tipo Watt, costruito dalla società David Napier & Son Limited (Londra) nel 1859. Fu uno dei primi motori a vapore ad essere installato in Spagna. Nicolás Pérez, tramite Wikimedia Commons

Fin dal suo rapporto con James Craig, Watt si interessò alla progettazione di motori a vapore e fu solo nel 1763 che ebbe l'opportunità di studiarli: 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 si è sempre rotta dopo un uso prolungato. Watt ha impiegato diversi test per scoprire che il difetto fondamentale della macchina Newcomen risiedeva nel suo design e non nei suoi componenti.

Guasto della macchina

La macchina Newcomen aveva il seguente errore: il vapore si era condensato nello stesso cilindro in cui doveva espandersi anche per muovere il pistone. Watt ha stimato che lo spreco di energia fosse dell'80% per ciclo, poiché è stata necessaria una lunga attesa prima che il vapore si riscaldasse per spingere il pistone.

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

La soluzione di Watt ha permesso al pistone di mantenere il calore, mentre il vapore si condensa in un cilindro diverso; Questo condensatore ha evitato le grandi quantità di calore perse riscaldando e raffreddando ripetutamente il pistone. Watt è stato in grado di produrre il primo modello completamente funzionante nel 1765.

Durante questo periodo uno dei suoi maggiori finanziatori fu Joseph Black. La presentò anche a John Roebuck, manager della famosa Carron Foundry. Roebuck e Watt lavorarono insieme per quattro anni, fino a quando i problemi finanziari costrinsero Roebuck a chiudere la fonderia nel 1773.

Poco dopo, Watt ha incontrato Matthew Boulton e il loro rapporto d'affari gli ha permesso di dedicarsi completamente alla sua invenzione. Nella fabbrica di Boulton è stato in grado di realizzare varie versioni del suo motore a vapore.

Tempo di aggiornamento

Le macchine di Watt furono ampiamente utilizzate e la sua fama si diffuse in tutto il Regno Unito. Tuttavia, i maggiori progressi nel motore a vapore furono fatti tra il 1781 e il 1788. Le modifiche apportate da Watt consentirono al motore di utilizzare il vapore in modo più efficiente.

Tra le migliorie apportate vi sono l'utilizzo di un pistone a doppio effetto, la sostituzione del collegamento tra catena e cilindro con tre steli rigidi e la realizzazione di un altro dispositivo meccanico che modificava il movimento reciproco (su e giù) del cilindro. ad un movimento circolare, con possibilità di regolazione della velocità.

Questa nuova macchina ha sostituito l'uso dell'animale per la forza, quindi Watt ha deciso che la sua macchina dovrebbe essere misurata in termini di quanti cavalli ha sostituito.

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

Esperimenti chimici

Fin dalla tenera età, Watt è stato affascinato dalla chimica. Alla fine del 1786 l'inventore scozzese era 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 il biossido di manganese.

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

Ritornato in Gran Bretagna, Watt iniziò a sperimentare con le scoperte di Berthollet, sperando di trovare un processo che si sarebbe rivelato finanziariamente redditizio.

Watt ha scoperto che la miscela di sale, biossido di manganese e acido solforico era in grado di produrre cloro. Quindi ha passato il cloro a una soluzione alcalina e ha ottenuto un liquido torbido che era in grado di sbiancare i tessuti.

Presto comunicò le sue scoperte a sua moglie Ann e James MacGregor, suo suocero, che era un produttore di tinture. 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 ingrandire il processo. Nel 1788 Watt e suo suocero furono in grado di sbiancare 1.500 metri di stoffa.

Scoperta di Berthollet

Parallelamente, Berthollet ha scoperto lo stesso processo per il sale e l'acido solforico. A differenza di Watt, il conte Berthollet decise di renderlo di dominio pubblico rivelando la sua scoperta.

Ben presto molti scienziati iniziarono a sperimentare il processo. Essendo una competizione così veloce, 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 la produzione di una polvere sbiancante che ebbe un successo commerciale.

Altre invenzioni

Watt ha continuato a inventare nuovi artefatti dopo il ritiro dagli affari. Uno di questi era una speciale macchina da stampa per la copia di lettere. Questo gli ha risparmiato il compito di scrivere una lettera più volte, cosa comune per un uomo d'affari.

La macchina da stampa di Watt lavorava scrivendo la lettera originale con un inchiostro specifico; poi le copie sono state fatte mettendo un foglio di carta sopra la lettera scritta e premendo insieme i due. Costruisce anche macchine per riprodurre busti e sculture.

contributi

I contributi di Watt nel campo della scienza hanno trasformato il panorama mondiale all'inizio della prima rivoluzione industriale. Grazie alla macchina a vapore ebbero luogo grandi trasformazioni economiche e sociali; la produttività degli stabilimenti è aumentata notevolmente grazie alla macchina a vapore progettata da Watt.

A causa dei suoi contributi alla scienza, il sistema internazionale di unità battezzò con il nome watt - o watt - all'unità di potenza equivalente a un joule di lavoro al secondo.

L'impatto che la macchina di Watt ha avuto sul mondo ha portato gli scienziati a considerare una nuova epoca geologica: l'Antropocene. L'anno 1784, in cui Watt incorporò i più importanti miglioramenti alla sua macchina, funge da punto di partenza per questo periodo definito dall'alterazione degli esseri umani sulla superficie terrestre, l'atmosfera e gli oceani.

Riferimenti

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