Biografia de James Watt, Invenções e Contribuições

James Watt (1736-1819) foi um renomado engenheiro e inventor escocês cujas melhorias na máquina a vapor foram fundamentais para sua expansão e, conseqüentemente, possibilitaram a Primeira Revolução Industrial, que implicou grandes mudanças na sociedade do momento.

Ao falar sobre esse inventor, a história de um Watt é frequentemente contada fascinada pela visão de um caldeirão fervente; especificamente, observando a força que o vapor exercia na tampa. As versões variam: em alguns Watt ele é jovem e em outros ele é mais velho. O objeto observado também muda seu dono, sendo atribuído à mãe e outras vezes à sua tia.

O que é certo é que essa simples história simboliza o fascínio que levou James Watt a se tornar um dos homens mais influentes de sua época.

Em sua homenagem, existem vários lugares com o nome dele. Entre eles, a Watt Library, localizada em Greenock; James Watt University, também localizado em sua cidade natal; a Heriot-Watt University, baseada em Edimburgo; e algumas faculdades de ciências em todo o Reino Unido.

Índice

• 1 biografia
  • 1.1 Retornar para Glasgow
  • 1.2 Boulton & Watt: início de uma revolução
  • 1.3 Últimos anos
• 2 invenções
  • 2.1 falha da máquina
  • 2.2 Hora de melhorias
  • 2.3 Experimentos Químicos
  • 2.4 Outras invenções
• 3 Contribuições
• 4 referências

Biografia

James Watt nasceu em 19 de janeiro de 1736 na cidade escocesa de Greenock, na Escócia. Filho de um comerciante e fabricante de navios de sucesso, Watts era uma criança cuja saúde era muito frágil.

Desde o ensino fundamental ele só aprendeu geometria, latim e grego, porque foi educado em casa por seus pais. Foi lá onde sua mãe o ensinou a escrever e ler, bem como onde aprendeu aritmética.

Watt passou a maior parte do tempo na oficina do pai. Lá ele tinha ferramentas e uma forja, com as quais ele aprendeu a melhorar e reforçar os navios de seu pai. Foi ele quem ensinou James a fazer instrumentos e artefatos de madeira e metal.

O jovem Watt logo aprendeu o ofício da carpintaria com um jogo que seu pai lhe dava: com esse desfazer, ele modificava seus brinquedos e os convertia em coisas novas.

A mãe de James morreu quando ele tinha apenas dezessete anos de idade; Pouco tempo depois, os negócios de seu pai declinaram rapidamente. Esses eventos motivaram James a buscar melhores oportunidades em novos lugares.

Em 1755 Watt estabeleceu-se em Londres, capital da Inglaterra, para praticar como aprendiz em uma oficina de instrumentos matemáticos. Nesse tempo ele aprendeu a fazer instrumentos relacionados à navegação. O jovem Watt decidiu voltar para a Escócia um ano depois, pois viu em Londres um ambiente desconfortável e desagradável.

Regresso a Glasgow

James Watt queria se estabelecer em Glasgow, a capital escocesa, como fabricante de instrumentos. No entanto, a guilda de ferreiros de Glasgow restringiu-lhe a possibilidade de trocar seus instrumentos. Os ferreiros argumentaram que ele deveria ser aprendiz por um mínimo de sete anos antes de negociar suas ferramentas.

Esse incidente levou Watt à Universidade de Glasgow em 1756. Sua primeira missão foi consertar um carregamento de instrumentos astronômicos pertencentes a Alexander Macfarlane, um comerciante escocês baseado na Jamaica. Parte desses artefatos foram então instalados no observatório da referida casa de estudos.

Foi na Universidade de Glasgow que Watt conheceu um grande número de cientistas. Entre eles está Joseph Black, pai da química moderna e do estudo do calor, com quem estabeleceu uma relação fundamental para o desenvolvimento da máquina a vapor.

Em 1759, Watt conheceu James Craig, arquiteto e empresário. Os dois formaram uma relação comercial: durante seis anos, a Watt fabricou quadrantes, microscópios e outros instrumentos ópticos em uma pequena oficina em Trongate.

Em 1763, tornou-se acionista na olaria Delftfield Pottery Co. Watt também trabalhou como engenheiro civil, realizando várias inspeções e construções dos canais Forth e Clyde e Caledonian.

Watt se casou com sua prima Margaret Miller em 1764, com quem teve cinco filhos. Destes, apenas dois viveram até a idade adulta: James Jr. e Margaret. Oito anos depois, Watt tornou-se viúvo.

Boulton & Watt: início de uma revolução

Watt passou os próximos anos de sua vida melhorando o design do motor a vapor antes de se mudar para Birmingham em 1774.

Lá ele fez parceria com Matthew Boulton, magnata industrial e proprietário da fundição do Soho. Sendo um homem suspeito, Watt não era habilidoso nos negócios. No entanto, sua amizade com Boulton permitiu que ele conhecesse sua máquina e se enriquecesse.

Um ano depois, a fundição recebeu duas ordens para construir o motor a vapor Watt. Em 1776 as máquinas foram instaladas; seu sucesso se espalhou e a fundição continuou a receber pedidos de fabricação. Em 1777, Watt se casou com Ann MacGregor, filha de um fabricante de tintas; desse segundo casamento, Gregory, Janet e Ann nasceram.

A parceria com a Boulton levou a Watt a atualizar sua máquina a vapor para cinco vezes mais eficiente que a da Newcomen. Logo sua invenção foi usada em minas, fábricas, moinhos, fundições e textileries. A partir deste momento, a Revolução Industrial começa a tomar forma e se expandir em todo o mundo.

Últimos anos

As melhorias na máquina a vapor fizeram de James Watt um homem rico: ele conseguiu se aposentar em 1800, comprar casas de campo na Escócia, viajar com sua esposa para a França e a Alemanha e participar de sociedades dedicadas às ciências e às artes.

As contribuições de Watt foram amplamente reconhecidas durante sua vida: ele era um membro da Royal Society of London e também da Royal Society of Edinburgh. A Universidade de Glasgow concedeu-lhe o título de Doutor em Direito em 1806, a Academia Francesa de Ciências nomeou-o membro em 1814 e também foi oferecido o título de barão, mas Watt o rejeitou.

A invenção ocupou um lugar central na vida de James Watt. Depois de se aposentar, ele inventou novos instrumentos em uma pequena oficina até sua morte em 19 de agosto de 1819. Suas contribuições permitiram que a Grã-Bretanha se tornasse a primeira sociedade industrializada do mundo.

Invenções

Desde seu relacionamento com James Craig, Watt se interessou pelo design de máquinas a vapor e só em 1763 ele teve a oportunidade de estudá-las: o professor de filosofia natural John Anderson encarregou Watt de consertar um motor a vapor projetado por Thomas Newcomen em 1711.

Watt foi capaz de reparar a máquina, mas sempre foi danificado após uso prolongado. Watt fez vários testes para descobrir que o erro fundamental da máquina de Newcomen estava em seu design e não em seus componentes.

Falha de máquina

A máquina de Newcomen teve o seguinte erro: o vapor foi condensado no mesmo cilindro em que também teve que se expandir para mover o pistão. Watt estimou que o desperdício de energia era de 80% para cada ciclo, porque você tinha que esperar muito tempo para o vapor se aquecer novamente para empurrar o pistão.

Dois anos depois, Glasgow encontrou a solução para o problema enquanto caminhava pelo Glasgow Green Park: um cilindro separado para servir como condensador. Isso economizaria mais combustível e melhoraria a eficiência do motor a vapor.

A solução de Watt permitiu que o pistão mantivesse o calor, enquanto o vapor condensava em um cilindro diferente; este condensador evitou as grandes quantidades de calor perdidas aquecendo e esfriando o pistão repetidamente. A Watt conseguiu fabricar o primeiro modelo totalmente funcional em 1765.

Durante este período, um dos seus principais financiadores foi Joseph Black. Ele também o apresentou a John Roebuck, responsável pela famosa Carron Foundry. Roebuck e Watt trabalharam juntos por quatro anos, até que problemas financeiros forçaram Roebuck a paralisar a fundição em 1773.

Pouco tempo depois, Watt conheceu Matthew Boulton e a relação comercial que permitiram que ele se dedicasse completamente à sua invenção. Na fábrica de Boulton, ele conseguiu fazer várias versões de seu motor a vapor.

Tempo de melhoria

Máquinas de watt foram amplamente utilizadas e sua fama se espalhou por todo o Reino Unido. No entanto, os maiores avanços na máquina a vapor foram feitos entre 1781 e 1788. As modificações feitas pela Watt permitiram que a máquina usasse o vapor de maneira mais eficiente.

Entre as melhorias realizadas estão o uso de um pistão de dupla ação, a substituição da conexão entre a corrente e o cilindro por três hastes rígidas e a criação de outro dispositivo mecânico que modificou o movimento recíproco (para cima e para baixo) do cilindro. a um deslocamento circular, com possibilidades de regular a velocidade.

Esta nova máquina substituiu o uso do animal como uma força, então Watt decidiu que sua máquina deveria ser medida em termos de quantos cavalos ela substituiu.

O cientista escocês concluiu que o valor de "um cavalo-vapor" é equivalente à energia necessária para elevar verticalmente um peso de 75 kg à velocidade de 1 m / s. Esta medida ainda é usada hoje.

Experimentos químicos

Desde cedo, Watt ficou fascinado pela química. No final de 1786, o inventor escocês estava em Paris quando testemunhou uma experiência do químico e conde francês Berthollet. O experimento mostrou a criação de cloro através da reação do ácido clorídrico com o dióxido de manganês.

Berthollet descobriu que uma solução aquosa composta de cloro era capaz de branquear os tecidos. Ele logo publicou sua descoberta, que atraiu a atenção de potenciais rivais.

Ao voltar para a Grã-Bretanha, Watt começou a experimentar seguindo as descobertas de Berthollet, com a esperança de encontrar um processo rentável economicamente.

Watt descobriu que a mistura de sal, dióxido de manganês e ácido sulfúrico era capaz de produzir cloro. Então ele passou o cloro para uma solução alcalina e obteve um líquido turvo que era capaz de branquear os tecidos.

Ele logo comunicou suas descobertas para sua esposa Ann e James MacGregor, seu sogro, que era fabricante de corantes. Sendo uma pessoa muito reservada com seu trabalho, Watt não revelou sua descoberta a ninguém.

Junto com MacGregor e sua esposa, Watt começou a ampliar o processo. Em 1788, Watt e seu sogro conseguiram embranquecer 1.500 metros de tecido.

Descoberta de Berthollet

Paralelamente, Berthollet descobriu o mesmo processo de sal e ácido sulfúrico. Ao contrário de Watt, o conde Berthollet decidiu torná-lo público revelando sua descoberta.

Logo muitos cientistas começaram a experimentar o processo. Ao se tornar uma competição tão acelerada, James Watt decidiu abandonar seus esforços no campo da química. Mais de dez anos depois, em 1799, Charles Tennant patenteou um novo processo para produzir um pó branqueador cujo sucesso comercial era ressoante.

Outras invenções

Watt continuou a criar novos artefatos depois de se aposentar dos negócios. Uma delas era uma impressora especial para copiar letras. Isso evitou a tarefa de escrever várias vezes uma carta, o que era comum para um homem de negócios.

A impressão de Watt funciona escrevendo a letra original com uma tinta específica; depois, as cópias foram feitas colocando uma folha de papel na carta escrita e pressionando as duas juntas. Ele também construiu máquinas para reproduzir bustos e esculturas.

Contribuições

As contribuições que Watt fez ao campo da ciência transformaram o panorama mundial ao iniciar a Primeira Revolução Industrial. Graças à máquina a vapor, grandes transformações econômicas e sociais ocorreram; A produtividade das fábricas aumentou consideravelmente graças à máquina a vapor projetada por Watt.

Devido às suas contribuições para a ciência, o sistema internacional de unidades batizadas com o nome watt -o watt- para a unidade de energia equivale a um joule de trabalho por segundo.

O impacto gerado pela máquina de Watt no mundo levou os cientistas a considerar uma nova época geológica: o Antropoceno. O ano de 1784, em que Watt incorporou as melhorias mais importantes à sua máquina, serve como ponto de partida para essa era definida pela alteração dos humanos na superfície da Terra, na atmosfera e nos oceanos.

Referências

1. Boldrin, M. e Levine, M. "James Watt: Monopolist" (janeiro de 2009) no Mises Institute. Retirado em 13 de setembro de 2018 do Mises Institute: mises.org
2. "James Watt" (2010) em Undiscovered Scottland. Obtido em 13 de setembro de 2018 de Undiscovered Scotland: undiscoveredscotland.co.uk
3. "James Watt" (2009) na BBC. Obtido em 13 de setembro de 2018 da BBC History: bbc.co.uk
4. Pettinger, Tejvan. "Biografia de James Watt" (2010) em Biografia Online. Obtido em 13 de setembro de 2018 pela Biografia Online: biographyonline.net
5. Kingsford, P. "James Watt" (2018), na Britannica. Retirado em 13 de setembro de 2018 da Encyclopedia Britannica: britannica.com
6. Sproule, Anna. "James Watt: Mestre do motor a vapor" (2001) na BlackBirch Press. Consultado em 13 de setembro de 2018 da Encyclopedia of World Biography: notablebiographies.com
7. "James Watt" (2013) na Universidade de Glasgow Story. Retirado em 13 de setembro de 2018 da Universidade de Glasgow: universitystory.gla.ac.uk