James Watt là nhà phát minh, kỹ sư người Scotland đã có những cải tiến mạnh mẽ về máy hơi nước, đặt nền tảng cho cuộc cách mạng công nghiệp. Tên của ông Watt (W) được đặt cho đơn vị đo công suất trong hệ đo lường SI.
Ảnh: en.wikipedia.org
James Watt sinh ngày 19/01/1736 tại một thị trấn ven biển Greenock ở Scotland của Vương quốc Anh. Từ bé, James Watt tỏ ra rất khéo tay và có năng khiếu về môn Toán học.
Vào năm James Watt 17 tuổi thì mẹ ông qua đời. Watt đi đến Luân Đôn để học ngành điều khiển đo lường (measuring instrument) trong 1 năm. Sau đó, ông trở lại Glasgow Scotland với dự tính lập một cơ sở kinh doanh sản xuất thiết bị đo lường.
Tuy nhiên, vì không đủ kinh nghiệm ít nhất 7 năm học việc nên theo quy định, cơ quan quản lý thợ thủ công của Glasgow (Glasgow Guild of Hammermen) không cấp phép cho Watt lập cơ sở kinh doanh. May mắn, Watt được các giáo sư của Đại học Glasgow tạo cơ hội để ông mở một xưởng nhỏ trong trường.
Năm 1757 xưởng được thành lập. Một trong những giáo sư của Đại học Glasgow là nhà vật lý, nhà hóa học Joseph Black đã trở thành bạn và cũng là người thầy của Watt.
Năm 1763 vô tình một mô hình động cơ hơi nước đầu tiên của Thomas Newcomen bị hỏng và người được nhờ sửa chữa chính là James Watt. Trong quá trình nghiên cứu các chi tiết bên trong của mô hình, Watt nhận ra đây thực sự là một phát minh khoa học, và ông nghĩ rằng có thể cải tiến một vài chi tiết để nó hoạt động tốt hơn, hiệu quả hơn.
Vào một buổi sáng, Watt đi bách bộ ngoài sân golf, mặt trời từ từ mọc và rọi lên mặt ông. Bỗng nhiên một đám mây đen che khuất mặt trời, trong phút chốc bầu trời như tối lại. Nghĩ về đám mây đen che kín mặt trời, một ý tưởng mới xuất hiện trong đầu Watt: “Thiết kế bộ ngưng tụ hơi nước, làm cho hơi nước trực tiếp trở lại trạng thái nước ngay từ ngoài xi lanh, như vậy xi lanh có thể duy trì được nhiệt độ tương đối cao.”
Để chế tạo được máy hơi nước kiểu mới, Watt và các trợ lý của ông làm việc miệt mài không quản ngày đêm. Không nản lòng sau bao khó khăn, thất bại, cuối cùng năm 1765 ông đã chế tạo thành công chiếc máy hơi nước giảm được 3/4 lượng than tiêu thụ so với máy hơi nước Newcomen.
Năm 1769, Watt nhận bằng độc quyền về cải tiến máy hơi nước. Từ thành quả này, Watt tiếp tục cải tiến một bước nữa để giảm lượng tiêu hao than xuống, nâng hiệu suất cao hơn.
Năm 1782, ông cho ra đời chiếc máy hơi nước mới đúng như ông đã suy nghĩ: Máy tiêu hao than ít, hiệu suất nâng lên gấp ba lần. Thành công từ phát minh đã khiến cho máy hơi nước Newcomen trở nên lạc hậu.
Máy hơi nước do Watt phát minh nhanh chóng được sử dụng rộng rãi trên mọi tàu thuyền, tàu hỏa. Công nghiệp toàn thế giới nhanh chóng bước vào “thời đại máy hơi nước”.
Tháng 6/1775, giữa Boulton và Watt đã ký kết một hợp đồng có giá trị 25 năm, thành lập công ty Boulton-Watt chuyên sản xuất và tiêu thụ loại máy hơi nước mới. Đây chính là tiền đề để Watt sáng tạo ra những cỗ máy hơi nước ngày càng tân tiến hơn. Trong 25 năm sau đó, công ty Boulton-Watt đã sản xuất một số lượng lớn máy hơi nước cung cấp cho thị trường.
Năm 1781, Watt còn phát minh ra một bộ phận bánh xe giúp máy hơi nước chuyển động xoay tròn, mở rộng phạm vi sử dụng. Ông còn phát minh ra bộ phận ly tâm điều chỉnh tốc độ, thông qua đó máy hơi nước có thể tự động khống chế.
Ảnh minh họa động cơ hơi nước của James Watt - Ảnh: asme.org
Năm 1782, cỗ máy hơi nước chuyển động song hướng do Watt nghiên cứu và chế tạo được cấp bằng sáng chế độc quyền. Năm 1784, loại máy hơi nước nằm cũng được xác nhận quyền sáng chế.
Năm 1785, ông được bầu làm hội viên của Học viện Hoàng gia Luân Đôn.
Năm 1790, Watt đã phát minh ra đồng hồ áp lực, đồng hồ chỉ thị, van tiết lưu và nhiều cải tiến có giá trị khác.
Máy hơi nước do Watt cải tiến đã có tác động to lớn trong cuộc cách mạng công nghiệp. Trước khi có máy hơi nước, mặc dù một số địa phương đã biết sử dụng sức gió và sức nước nhưng chủ yếu vẫn sử dụng sức người.
Ngoài việc dùng làm nguồn năng lượng cho các công xưởng, máy hơi nước còn được ứng dụng trong giao thông vận tải. Năm 1814, công trình sư người Anh George Stephenson chế tạo thành công xe lửa chạy bằng máy hơi nước. Ngày 19/8/1807, nhà phát minh người Mỹ Fulton đã thiết kế một chiếc tàu chở khách chạy bằng máy hơi nước chạy thử thành công trên sông Hudson, đồng thời đã mở ra những chuyến chạy định kỳ từ New York đến An-ba-ni.
Năm 1806, Trường Đại học Glasgow đã cấp cho James Watt bằng Tiến sĩ luật danh dự.
Năm 1814, Viện Khoa học Pháp đã công nhận ông là Viện sĩ người nước ngoài của Viện.
Ngày 25/8/1819, James Watt từ trần tại biệt thự riêng của ông ở Heathfield, thọ 85 tuổi. Thi hài ông được an táng tại nhà thờ Handsworth. Hoàng gia Anh đã coi ông như một vị công thần và đã cho dựng tượng tại nhà thờ Westminster.
Để ghi nhớ công ơn to lớn của James Watt đối với loài người, tên ông đã được đặt cho một đơn vị đo công suất (W) trong hệ đo lường SI.
An Nguyễn
(Tổng hợp)