Macchina a vapore di James Watt (XVIII secolo)

Macchina a vapore di James Watt (XVIII secolo)

La macchina a vapore creata dall'ingegnere scozzese, con le sue numerose possibilità di applicazione, ha rivoluzionato il mondo della tecnica.

Storia

Etichette

James Watt, macchina a vapore, invenzione, caldaia, pistone, valvola, vapore, pompa, ingegnere, tecnica, energia, acqua

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Domande

  • È vero che la culla della rivoluzione industriale furono gli Stati uniti?
  • È vero che la rivoluzione industriale iniziò nella decade del 1780 in Inghilterra?
  • È vero che James Watt perfezionò la macchina a vapore universale?
  • È vero che James Watt fu l'inventore della macchina a vapore?
  • Dove NON si utilizzarono molto le macchine a vapore?
  • Quale degli elementi seguenti NON è una precondizione alla rivoluzione industriale?
  • Quale dei fenomeni seguenti non è una conseguenza della rivoluzione industriale?
  • Quale dei seguenti elementi non faceva parte della macchina a vapore di James Watt?
  • Quale dei seguenti elementi non faceva parte della macchina a vapore di James Watt?
  • Quali di questi inventori NON fece esperimenti col vapore?
  • Chi fu contemporaneo di James Watt?
  • Chi NON fu contemporaneo di James Watt?
  • In quale di questi mezzi di trasporto NON fu usata la macchina a vapore come forza di propulsione?
  • In quale settore dell'industria inglese apparirono le prime macchine moderne?
  • Qual'era la fonte di energia più importante delle macchine a vapore?
  • Chi costruì nell'antichità un apparecchio a vapore rudimentale (chiamato eolipila)?
  • In quale epoca fu scoperta e utilizzata la pressione del vapore?
  • Dove si trovava l'officina di James Watt?
  • Qual'era la nazionalità di James Watt?

Scene

Macchina a vapore

Vista in sezione

  • caldaia - Qui l'acqua bolle ed evapora, il vapore che ne risulta è usato per il lavoro. Pertanto, il motore a vapore converte l'energia termica in lavoro meccanico.
  • pistone a doppia azione - Viene fatto muovere dal vapore. Fu una delle innovazioni di Watt, oltre al condensatore esterno: il vapore veniva spinto sia verso l'alto che verso il basso dal pistone. Ciò risultava più efficiente dello spingere il vapore solamente con la parte inferiore del pistone, permettendo allo stesso di scorrere all'indietro per azione del proprio peso quando la pressione diminuiva (come nel caso dei primi motori a vapore).
  • condensatore - Fu una delle innovazioni di Watt, oltre al pistone a doppia azione. L'idea fu quella di trasportare il vapore all'esterno del cilindro in cui il pistone si muoveva, condensandosi (liquificandosi) nel condensatore esterno. In precedenza, ciò avveniva all'interno del cilindro, permettendone il raffreddamento. Parte dell'energia termica del vapore era usata per riscaldare nuovamente il cilindro. Il miglioramento introdotto da Watt ha contribuito a risparmiare tale energia.
  • ruota motrice - I motori a vapore venivano usati per azionare vari dispositivi.

Funzionamento delle valvole

  • valvole - Vengono azionate dal movimento della macchina a vapore.
  • entrata del vapore

James Watt

Animazione

  • caldaia - Qui l'acqua bolle ed evapora, il vapore che ne risulta è usato per il lavoro. Pertanto, il motore a vapore converte l'energia termica in lavoro meccanico.
  • pistone a doppia azione - Viene fatto muovere dal vapore. Fu una delle innovazioni di Watt, oltre al condensatore esterno: il vapore veniva spinto sia verso l'alto che verso il basso dal pistone. Ciò risultava più efficiente dello spingere il vapore solamente con la parte inferiore del pistone, permettendo allo stesso di scorrere all'indietro per azione del proprio peso quando la pressione diminuiva (come nel caso dei primi motori a vapore).
  • condensatore - Fu una delle innovazioni di Watt, oltre al pistone a doppia azione. L'idea fu quella di trasportare il vapore all'esterno del cilindro in cui il pistone si muoveva, condensandosi (liquificandosi) nel condensatore esterno. In precedenza, ciò avveniva all'interno del cilindro, permettendone il raffreddamento. Parte dell'energia termica del vapore era usata per riscaldare nuovamente il cilindro. Il miglioramento introdotto da Watt ha contribuito a risparmiare tale energia.
  • ruota motrice - I motori a vapore venivano usati per azionare vari dispositivi.

Condensatore

  • pompa - Il movimento coordinato del pistone e delle valvole restituisce l'acqua del condensatore alla caldaia.
  • acqua
  • vapore condensante - Va dal cilindro al condensatore, dopodiché l'acqua viene pompata nuovamente verso la caldaia.

Narrazione

La macchina a vapore è una macchina termica che converte l'energia del vapore in lavoro meccanico.

Nell'antichità, il primo dispositivo alimentato dal vapore fu l'eolipila di Erone. Ma il periodo d'oro delle macchine a vapore giunse in epoca moderna. Alla fine del XVII secolo Denis Papin costruì la prima macchina a vapore dotata di pistone. I suoi contemporanei, Thomas Savery e Thomas Newcomen crearono la prima macchina a vapore industriale dell'Inghilterra. Il miglioramento e l'estensione dell'utilizzo della macchina a vapore sono legati al nome di James Watt, ingegnere e inventore scozzese.

L'elemento di partenza della macchina di James Watt era la caldaia. Il fuoco della caldaia riscaldava l'acqua, così si formava il vapore acqueo. Attraverso il tubo del vapore, il vapore veniva condotto al cilindro del pistone. Lì, con l'ausilio delle valvole, l'energia del vapore si trasformava in movimento verticale. Questo movimento poteva essere facilmente trasformato in moto circolare. In tal modo, la macchina a vapore, che all'inizio fu utilizzata per movimentare le pompe minerarie, poteva essere utilizzata anche per altri lavori meccanici.

Watt condusse i suoi primi esperimenti in una piccola officina presso l'Università di Glasgow. In seguito, insieme ai finanziatori che supportavano le sue ricerche, fondò una fiorente impresa, che registrò diversi brevetti di successo e costruì migliaia di macchine a vapore.
Nel corso degli anni Watt, continuando ad apportare delle modifiche al design, rese la macchina a vapore più efficiente ed economica. La modifica più importante fu l'uso del condensatore esterno, un dispositivo per convertire il vapore in acqua da poter riutilizzare.
L' innovazione di James Watt ha aperto nuove prospettive nell'applicazione delle macchine a vapore. Pertanto, l'anno del suo primo brevetto, 1769, è considerato dagli storici come l'inizio della rivoluzione industriale.

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