James Watt

Rozbalit box

Obsah boxu

James Watt (19. ledna 1736 – 25. srpna 1819) byl skotský vynálezce, mechanik a fyzik, jehož revoluční vylepšení Newcomenova parního stroje se stalo jedním z nejdůležitějších technologických kroků, které odstartovaly průmyslovou revoluci. Ačkoliv parní stroj nevynalezl, jeho inovace dramaticky zvýšily účinnost, výkon a praktickou využitelnost tohoto zařízení, což umožnilo jeho masové nasazení v dolech, továrnách a později i v dopravě. Na jeho počest je v soustavě SI pojmenována základní jednotka výkonu – watt.

biographical_data Život

Dětství a vzdělání

James Watt se narodil 19. ledna 1736 ve skotském přístavním městě Greenock. Jeho otec byl úspěšný stavitel lodí a obchodník, matka Agnes Muirheadová pocházela ze vznešené rodiny a byla velmi vzdělaná. Kvůli chatrnému zdraví nemohl Watt v dětství navštěvovat školu pravidelně, a tak velkou část jeho počátečního vzdělání zajistila matka. Již od mládí projevoval velkou manuální zručnost a zájem o matematiku a mechaniku, který rozvíjel v dílně svého otce.

V 18 letech odešel do Glasgow a následně do Londýna, kde se rok učil u výrobce matematických a navigačních přístrojů. Po návratu do Skotska si chtěl v Glasgow otevřít vlastní dílnu, ale narazil na odpor místního cechu. Zásadní zlom v jeho kariéře nastal v roce 1757, kdy mu Univerzita v Glasgow nabídla pozici univerzitního mechanika a poskytla mu prostory pro dílnu. Toto akademické prostředí mu umožnilo setkávat se s významnými vědci, jako byl například ekonom Adam Smith nebo fyzik Joseph Black.

Partnerství a podnikání

Klíčovou postavou pro komerční úspěch Wattových vynálezů byl anglický průmyslník Matthew Boulton. Watt, ač geniální vynálezce, postrádal obchodního ducha. Po neúspěšné spolupráci s Johnem Roebuckem navázal v roce 1775 partnerství s Boultonem a společně založili v Soho u Birminghamu firmu Boulton & Watt. Tato společnost se specializovala na výrobu a instalaci parních strojů. Zatímco Watt se soustředil na technický vývoj, Boulton zajišťoval financování, výrobu a marketing. Jejich spolupráce byla nesmírně úspěšná a firma do roku 1800, kdy Wattovy klíčové patenty vypršely, nainstalovala stovky parních strojů po celé Británii i v zahraničí.

James Watt byl dvakrát ženatý a měl několik dětí. Zemřel 25. srpna 1819 ve věku 83 let jako vážený a bohatý muž.

⚙️ Vynálezy a práce

Zdokonalení parního stroje

Watt se s parními stroji poprvé setkal v roce 1763, když dostal za úkol opravit model Newcomenova atmosférického parního stroje, který vlastnila univerzita. Při práci si uvědomil jeho zásadní neefektivitu: pára se vstřikovala do válce, kde expandovala, a následně se válec ochladil vstříknutím studené vody, aby pára zkondenzovala a vytvořila podtlak. Neustálé střídavé ohřívání a ochlazování válce spotřebovávalo obrovské množství energie (a tedy uhlí).

Wattův geniální objev, na který přišel v roce 1765, spočíval v přidání samostatného kondenzátoru. V jeho systému zůstával pracovní válec neustále horký, zatímco pára byla po vykonání práce odvedena do oddělené, neustále chlazené nádoby (kondenzátoru), kde zkapalněla. Tím se dramaticky snížila spotřeba paliva – Wattův stroj byl až čtyřikrát účinnější než Newcomenův. Tento vynález si nechal patentovat v roce 1769.

Další inovace

Wattův přínos se neomezil jen na kondenzátor. Postupně přidal řadu dalších klíčových vylepšení:

Dvojčinný parní stroj (1782): Na rozdíl od Newcomenova stroje, kde práci konal pouze atmosférický tlak, Watt uzavřel válec na obou stranách a nechal páru střídavě tlačit na píst z obou směrů. Tím zdvojnásobil výkon stroje.
Planetové soukolí (1781): Protože patent na klikový mechanismus držel jiný vynálezce, Watt vyvinul vlastní systém pro převod přímočarého pohybu pístu na rotační pohyb, což umožnilo pohánět tovární stroje.
Odstředivý regulátor (1788): Automatické zařízení, které udržovalo konstantní rychlost stroje bez ohledu na zatížení, což byl klíčový prvek pro pohon jemných strojů v přadlenách.
Zavedení jednotky „koňská síla“: Pro marketingové účely a porovnání výkonu svých strojů s tehdy běžně používanou silou koní definoval jednotku koňská síla.

Kromě parního stroje se Watt věnoval i dalším vynálezům, například zkonstruoval první funkční kopírovací stroj (kopírku).

💡 Pro laiky: Jak Wattův motor změnil hru?

Představte si, že chcete uvařit vodu v hrnci na kamnech. Starý Newcomenův stroj fungoval tak, že jste celá kamna i s hrncem rozehřáli, a jakmile se voda začala vařit, polili jste celá kamna ledovou vodou, aby se pára srazila. Potom jste museli celá studená a mokrá kamna znovu pracně rozehřívat pro další cyklus. Byla to obrovská ztráta tepla a paliva.

James Watt přišel s geniálně jednoduchým nápadem. Řekl si: „Proč ochlazovat celá kamna? Nechme je pořád horká!“ K horkému hrnci (parnímu válci) připojil trubkou malou, studenou krabičku (kondenzátor). Jakmile pára vykonala svou práci, otevřel se ventil a pára se sama nasála do studené krabičky, kde okamžitě zkondenzovala. Hrnec na kamnech přitom zůstal celou dobu rozpálený a připravený na další dávku páry.

Díky tomuto jedinému vylepšení spotřeboval jeho stroj jen asi čtvrtinu uhlí oproti starému modelu. Najednou se vyplatilo používat parní stroje nejen v dolech, kde bylo uhlí levné, ale i v továrnách uprostřed měst, což odstartovalo průmyslovou revoluci.

🌍 Dědictví a odkaz

Vylepšení parního stroje Jamesem Wattem je považováno za jeden z nejdůležitějších vynálezů v dějinách lidstva. Jeho práce měla dalekosáhlé dopady:

Motor průmyslové revoluce: Účinný a spolehlivý parní stroj se stal univerzálním zdrojem energie, který poháněl továrny, doly, hutě a umožnil mechanizaci výroby.
Revoluce v dopravě: Wattovy inovace položily základ pro vývoj parních lokomotiv a parníků, které zmenšily svět a urychlily globální obchod.
Vědecký přínos: Watt definoval koncept výkonu, zavedl jednotku koňská síla a na jeho počest byla pojmenována jednotka výkonu watt.
Symbol inovace: Společně s Matthewem Boultonem vytvořil úspěšný obchodní model, který kombinoval technickou inovaci s podnikatelskou vizí.

James Watt nebyl jen vynálezce, ale klíčová postava, která pomohla přeměnit svět z agrární společnosti na průmyslovou civilizaci. Jeho odkaz přetrvává v každém zařízení, které využívá elektrickou energii, jejíž výkon měříme ve wattech.

Zdroje