मैं इस मशीन के अलावा कुछ और नहीं सोच सकता।
James Watt एक स्कॉटिश आविष्कारक, यांत्रिक इंजीनियर और रसायनज्ञ थे जिन्होंने Thomas Newcomen के 1712 Newcomen स्टीम इंजन को 1776 में अपने Watt स्टीम इंजन से सुधारा, जो उनके मूल Great Britain और दुनिया के बाकी हिस्सों में औद्योगिक क्रांति द्वारा लाए गए परिवर्तनों के लिए मौलिक था।
University of Glasgow में एक उपकरण निर्माता के रूप में काम करते समय, Watt को स्टीम इंजन की तकनीक में दिलचस्पी हुई। उन्हें एहसास हुआ कि समकालीन इंजन डिजाइन सिलेंडर को बार-बार ठंडा और गर्म करके बहुत अधिक ऊर्जा बर्बाद कर रहे हैं। Watt ने एक डिजाइन सुधार, अलग कंडेनसर की शुरुआत की, जिसने इस ऊर्जा की बर्बादी से बचा और स्टीम इंजन की शक्ति, दक्षता और लागत-प्रभावशीलता में नाटकीय रूप से सुधार किया। अंततः उन्होंने अपने इंजन को घूर्णी गति पैदा करने के लिए अनुकूलित किया, जिससे इसका उपयोग पानी पंप करने से परे बहुत व्यापक हो गया।
Watt ने अपने आविष्कार को व्यावसायीकृत करने का प्रयास किया, लेकिन 1775 में Matthew Boulton के साथ साझेदारी में प्रवेश करने तक बहुत वित्तीय कठिनाइयों का सामना किया। Boulton और Watt की नई फर्म अंततः अत्यंत सफल रही और Watt एक धनी व्यक्ति बन गए। अपनी सेवानिवृत्ति में, Watt ने नए आविष्कारों को विकसित करना जारी रखा हालांकि कोई भी उनके स्टीम इंजन के काम जितना महत्वपूर्ण नहीं था।
उन्होंने अश्वशक्ति की अवधारणा विकसित की, और शक्ति की SI इकाई, वाट, का नाम उनके नाम पर रखा गया।
प्रारंभिक जीवन और शिक्षा
James Watt का जन्म 19 जनवरी 1736 को Greenock, Renfrewshire में हुआ था, Agnes Muirhead 1703–1755 और James Watt 1698–1782 के पाँच जीवित बच्चों में सबसे बड़े। उनकी माँ एक प्रतिष्ठित परिवार से आई थीं, अच्छी तरह से शिक्षित थीं और मजबूत चरित्र की कही जाती थीं, जबकि उनके पिता एक जहाज निर्माता, जहाज मालिक और ठेकेदार थे, और 1751 में Greenock के मुख्य baillie के रूप में कार्य करते थे। Watt के माता-पिता Presbyterian थे और मजबूत Covenanters थे, हालांकि एक धार्मिक पालन-पोषण के बावजूद वे बाद में एक deist बन गए। Watt के दादा, Thomas Watt 1642–1734, गणित, सर्वेक्षण और नेविगेशन के शिक्षक थे और Cartsburn के Baron के लिए baillie थे।
शुरुआत में Watt को उनकी माँ द्वारा घर पर शिक्षा दी गई, बाद में Greenock Grammar School में जाया। वहाँ उन्होंने गणित में प्रतिभा का प्रदर्शन किया, जबकि लैटिन और ग्रीक में उनकी रुचि नहीं थी।
बचपन में उन्हें स्वास्थ्य संबंधी लंबी समस्याओं से पीड़ित होने के लिए कहा जाता है और अपने पूरे जीवन में बार-बार सिरदर्द से।
स्कूल छोड़ने के बाद Watt अपने पिता के व्यवसायों की कार्यशालाओं में काम करते थे, इंजीनियरिंग मॉडल बनाने में काफी कौशल और दक्षता का प्रदर्शन करते थे। अपने पिता की कुछ असफल व्यावसायिक उद्यमों के बाद Watt Glasgow में एक गणितीय उपकरण निर्माता के रूप में रोजगार की तलाश में Greenock छोड़ गए।
जीवनी
जब वह 18 साल के थे तो उनकी माँ की मृत्यु हो गई और उनके पिता का स्वास्थ्य खराब होने लगा। Watt London गए और 1755/56 के लिए एक उपकरण निर्माता के रूप में प्रशिक्षण की अवधि प्राप्त करने में सक्षम थे, फिर Scotland लौटे, Glasgow के प्रमुख वाणिज्यिक शहर में बसे और अपना स्वयं का उपकरण-निर्माण व्यवसाय स्थापित करने का इरादा रखते थे। वह अभी भी बहुत युवा था और पूर्ण apprenticeship न होने के कारण एक journeyman उपकरण निर्माता के रूप में स्वयं को स्थापित करने के लिए एक पूर्व मालिक के माध्यम से सामान्य संपर्क नहीं रखते थे।
Watt को इस गतिरोध से बचाया गया Jamaica से आने वाली खगोलीय उपकरणों के आगमन से जो Alexander Macfarlane द्वारा University of Glasgow को दिए गए थे, ऐसे उपकरण जिन्हें विशेषज्ञ ध्यान की आवश्यकता थी। Watt ने उन्हें कार्य क्रम में बहाल किया और प्रतिकूल प्रभाव प्राप्त किया। ये उपकरण अंततः Macfarlane Observatory में स्थापित किए गए। इसके बाद, तीन प्रोफेसरों ने उन्हें विश्वविद्यालय के भीतर एक छोटी कार्यशाला स्थापित करने का अवसर दिया। इसकी शुरुआत 1757 में हुई थी और दो प्रोफेसर, भौतिकविद् और रसायनज्ञ Joseph Black साथ ही प्रसिद्ध Adam Smith, Watt के दोस्त बन गए।
शुरुआत में उन्होंने विश्वविद्यालय में उपयोग किए जाने वाले वैज्ञानिक उपकरणों को बनाए रखने और मरम्मत करने, प्रदर्शनों में मदद करने और चतुर्थांश के उत्पादन का विस्तार करने पर काम किया। उन्होंने पीतल प्रतिबिंबित चतुर्थांश, समानांतर शासकों, तराजू, दूरबीन के भाग और बैरोमीटर बनाए और मरम्मत की, अन्य चीजों के बीच।
कभी-कभी गलती से कहा जाता है कि वह Trades House के विरोध के कारण Glasgow में स्वयं को स्थापित करने के लिए संघर्ष करते थे, लेकिन इस मिथ को इतिहासकार Lumsden द्वारा पूरी तरह से खारिज कर दिया गया है। इस अवधि के रिकॉर्ड खो गए हैं लेकिन यह ज्ञात है कि वह एक कुशल धातु कार्यकर्ता के रूप में पूरी तरह से सामान्य रूप से काम और व्यापार करने में सक्षम था इसलिए Incorporation of Hammermen को संतुष्ट होना चाहिए कि वह सदस्यता के लिए उनकी आवश्यकताओं को पूरा करते थे। यह भी ज्ञात है कि धातु के व्यापार में अन्य लोगों को 19वीं शताब्दी में Incorporation के सदस्य बने बिना काम करने के लिए अनुसरण किया गया था, इसलिए नियमों को निश्चित रूप से लागू किया जा रहा था जब Watt पूरे शहर में स्वतंत्र रूप से व्यापार कर रहे थे।
1759 में उन्होंने John Craig, एक वास्तुकार और व्यवसायी के साथ एक साझेदारी का गठन किया, संगीत वाद्ययंत्र और खिलौने सहित उत्पादों की एक पंक्ति का निर्माण और बिक्रय करने के लिए। यह साझेदारी अगले छह वर्षों तक चली, और सोलह तक कर्मचारियों को नियोजित किया। Craig की 1765 में मृत्यु हुई। एक कर्मचारी, Alex Gardner, अंततः व्यवसाय को संभाल गया, जो बीसवीं शताब्दी तक चला।
1764 में, Watt ने अपनी चचेरी बहन Margaret Peggy Miller से विवाह किया, जिनके साथ उनके पाँच बच्चे थे, जिनमें से दो वयस्कता तक जीवित रहे: James Jr. 1769–1848 और Margaret 1767–1796। उनकी पत्नी 1772 में प्रसव के दौरान मर गई। 1777 में उनका विवाह फिर से हुआ, Ann MacGregor से, Glasgow के एक डाई-निर्माता की बेटी, जिनके साथ उनके दो बच्चे थे: Gregory 1777–1804, जो एक भूविज्ञानी और खनिज विज्ञानी बन गए, और Janet 1779–1794। Ann की 1832 में मृत्यु हुई। 1777 और 1790 के बीच वह Birmingham में Regent Place में रहते थे।
Watt और केतली
एक लोकप्रिय कहानी है कि Watt को उबलती केतली को देखकर स्टीम इंजन का आविष्कार करने के लिए प्रेरित किया गया था, भाप से ढक्कन को ऊपर उठाया गया और इस प्रकार Watt को भाप की शक्ति दिखाई। इस कहानी को कई रूपों में बताया जाता है; कुछ में Watt एक युवा लड़का है, दूसरों में वह बड़ा है, कभी-कभी यह उसकी माँ की केतली है, कभी-कभी उसकी आंटी की। Watt ने वास्तव में स्टीम इंजन का आविष्कार नहीं किया, जैसा कि कहानी से प्रतीत होता है, लेकिन एक अलग कंडेनसर जोड़कर मौजूदा Newcomen इंजन की दक्षता में नाटकीय रूप से सुधार किया। यह किसी को समझाना मुश्किल है जो ताप और थर्मल दक्षता की अवधारणा से परिचित नहीं है। यह प्रतीत होता है कि कहानी को संभवतः Watt के बेटे James Watt Jr. द्वारा बनाया गया था, और यह बनी रहती है क्योंकि बच्चों को समझना और याद रखना आसान है। इस प्रकाश में इसे Isaac Newton और गिरते सेब की कहानी और गुरुत्वाकर्षण की उनकी खोज के समान माना जा सकता है।
यद्यपि इसे अक्सर एक मिथ के रूप में खारिज किया जाता है, Watt और केतली की कहानी का तथ्य में आधार है। ताप और भाप के थर्मोडायनामिक्स को समझने का प्रयास करते हुए James Watt ने कई प्रयोगशाला प्रयोग किए और उनकी डायरी दर्ज करती है कि इन्हें संचालित करने में उन्होंने भाप उत्पन्न करने के लिए बॉयलर के रूप में एक केतली का उपयोग किया।
भाप के साथ प्रारंभिक प्रयोग
1759 में Watt के दोस्त, John Robison, ने उनका ध्यान प्रेरक शक्ति के स्रोत के रूप में भाप के उपयोग की ओर आकर्षित किया। Newcomen इंजन का डिजाइन, खानों से पानी पंप करने के लिए लगभग 50 वर्षों के लिए उपयोग में था, इसके पहले कार्यान्वयन से मुश्किल से बदला गया था। Watt ने भाप के साथ प्रयोग करना शुरू किया, हालांकि उन्होंने कभी एक स्टीम इंजन को संचालित होते नहीं देखा था। उन्होंने एक मॉडल बनाने का प्रयास किया; यह संतोषजनक रूप से काम नहीं किया, लेकिन उन्होंने अपने प्रयोग जारी रखे और विषय के बारे में सब कुछ पढ़ना शुरू किया। वह latent heat के महत्व को समझने आए—ताप ऊर्जा जो एक स्थिर तापमान प्रक्रिया के दौरान जारी या अवशोषित होती है—इंजन को समझने में, जो Watt को अज्ञात था, उनके दोस्त Joseph Black ने पहले कुछ साल पहले की खोज की थी। स्टीम इंजन की समझ एक बहुत ही आदिम अवस्था में थी, क्योंकि थर्मोडायनामिक्स का विज्ञान लगभग 100 साल बाद तक औपचारिक नहीं होगा।
1763 में, Watt को विश्वविद्यालय से संबंधित एक मॉडल Newcomen इंजन की मरम्मत करने के लिए कहा गया। मरम्मत के बाद भी, इंजन मुश्किल से काम कर रहा था। बहुत सी प्रयोग के बाद, Watt ने प्रदर्शित किया कि भाप की थर्मल ऊर्जा का लगभग तीन-चौथाई हिस्सा हर चक्र में इंजन सिलेंडर को गर्म करने में खपत हो रहा था। यह ऊर्जा बर्बाद हुई क्योंकि बाद में चक्र में ठंडे पानी को सिलेंडर में इंजेक्ट किया गया था भाप को संघनित करने के लिए इसके दबाव को कम करने के लिए। इस प्रकार सिलेंडर को बार-बार गर्म और ठंडा करके, इंजन अधिकांश थर्मल ऊर्जा को बर्बाद कर रहा था इसे यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करने के बजाय।
Watt की महत्वपूर्ण अंतर्दृष्टि, मई 1765 में पहुँची, भाप को पिस्टन से अलग एक अलग कक्ष में संघनित करने के लिए थी, और सिलेंडर के तापमान को इंजेक्ट की गई भाप के समान तापमान पर बनाए रखने के लिए एक "steam jacket" से घिरा होना चाहिए। इस प्रकार हर चक्र में बहुत कम ऊर्जा को सिलेंडर द्वारा अवशोषित किया गया था, उपयोगी काम करने के लिए अधिक उपलब्ध बनाना। Watt के पास बाद में उसी वर्ष एक कार्यशील मॉडल था।
एक संभावित रूप से कार्यशील डिजाइन के बावजूद, पूर्ण आकार के इंजन का निर्माण करने में अभी भी काफी कठिनाइयाँ थीं। इसके लिए अधिक पूंजी की आवश्यकता थी, जिसमें से कुछ Black से आई। अधिक पर्याप्त सहायता John Roebuck से आई, जो प्रसिद्ध Carron Iron Works के संस्थापक थे Falkirk के पास, जिनके साथ उन्होंने अब एक साझेदारी
