James Watt Kimdir? James Watt Buhar Makinesi Nedir?

James Watt, buhar makinesinin mucidi değil, geliştiricisidir. James Watt’ın geliştirdiği buhar makinesinin öncüsü olan iki prototip şunlardır:

• Savery Makinesi: İngiliz mucit Thomas Savery tarafından 1698 yılında patentlenen buhar pompası, maden ocaklarındaki suyun, buhar gücünü kullanarak dışarı tahliye edilmesini sağlar. Savery makinesi, suyun ısıtılarak oluşan buharın bir odacığa doldurulması ve bu odacığın piston görevi görerek pompaya mekanik güç iletmesi prensibi ile çalışır. Ancak üretildiği dönemde hem suyu kaynatmak için çok fazla yakıt gerektirmesi hem de bu yakıtların maden ocağına sokulmasının güvenli bulunmaması sebebiyle ticari Savery makinesi olarak kullanılmamıştır.
• Newcomen Makinesi: 1712 yılında İngiliz mucit Thomas Newcomen tarafından geliştirilen Newcomen makinesi, Savery makinesinden farklı olarak, pistonun pompaya bir dişli zinciri ile bağlanması sonucu ortaya çıkar. Bu uygulama, güç tasarrufunu artırarak buhar makinesinin ticari olarak da kullanılabilmesine imkan tanımıştır.

Bu iki makinenin ardından gelen James Watt buhar makinesi ise şu şekilde ortaya çıkmıştır: 1764 yılında, bozulan bir Newcomen makinesi, tamir etmesi için James Watt’a verilir. Watt, buhar makinesini tamir etmekle kalmayarak, geliştirmeyi de teklif eder. James Watt’ın, Newcomen buhar makinesini verimsiz bulmasının en önemli sebebi, suyun aynı odacık içerisinde ısıtılıp soğutulmasıdır. Arkadaşı Joseph Black’tan gizli ısıyı öğrenmiş olan James Watt, biri sürekli sıcak, diğeri sürekli soğuk olmak üzere iki odacık kullanarak buhar makinesini modifiye eder. Sıcak odacıktaki buhar pistonu kaldırarak görevini tamamladıktan sonra supaplar aracılığıyla soğuk odacığa gider ve soğuk odacıkta yoğuşma gerçekleşir.

1781 yılına değin James Watt, buhar makinesini geliştirerek bir tekerleğin dönme hareketini sağlayabilen bir makine üretmeyi başarmış olur.

Beygir gücü, bir taşıtın potansiyel gücünün ifade edilmesinde kullanılan bir birimdir. 1872 yılında James Watt tarafından ilk defa kullanılan beygir gücü birimi, üretilen buhar makinelerinin sahip olduğu gücün alıcılar tarafından anlaşılabilmesi amacıyla kullanılmıştır.

James Watt, bir atın, 45 kilogramlık bir yükü 1 saniyede 1,1 metre ileri taşıyabildiğini hesaplamıştır. Ancak hala nedeni bilinmeyen bir sebeple 45 kilogram olarak ölçtüğü ağırlığı beygir gücünü formülleştirirken 75 kilogram olarak almıştır.

James Watt, çocukluğunda yaşadığı hastalıklar sebebiyle eğitim hayatına evinde, annesi Agnes Muirhead gözetiminde başlamıştır. Daha sonra bir dil okuluna verilmiştir. Ancak bu dönemde Latince ve Yunanca ilgisini çekmemiştir. Dil okulunda eğitim aldığı süreçte James Watt, daha ziyade matematik ile ilgili olmuştur.

James Watt, eğitim hayatına kendi evinde ve annesinin gözetiminde başlamıştır. Ardından Greenock Dil Okulu’na gönderilmiştir. Hayatı boyunca devam ettiği tek okul da bu olmuştur. 17 yaşında iken, annesinin vefatı üzerine okuldan ayrılmış ve ölçüm aletleri üretimi konusunda mesleki eğitim almak için bir seneliğine Londra’ya gitmiştir.

James Watt’ın, buhar makinesi üzerindeki geliştirmelerindeki ilhamının, annesinin kullandığı kettle’da suyun kaynadığında kapağı kaldırdığını fark etmesi ile başladığı yönünde bir iddia vardır. İddiaya göre Watt, buharın kaldırma gücünü bu şekilde fark etmiştir. Ancak bu iddianın gerçekliği konusunda herhangi bir delil yoktur.

James Watt’ın buhar ile ilgili yapmış olduğu deneyler ve sağladığı kazanımlar şunlardır:

• 1759’da James Watt, arkadaşı John Robison ile birlikte, daha önce hiç görmediği buhar makinesini modellemeye başladı. Takip eden yıllarda bir diğer arkadaşı Joseph Black’ten öğrendiği gizli ısı sayesinde Newcomen buhar makinesini geliştirmeyi başardı.
• 1763 yılında James Watt, bir Newcomen buhar makinesini tamir etti. Bu tamir esnasında, son 50 yıldır bir geliştirmeye uğramamış olan Newcomen buhar makinesinin oldukça verimsiz olduğunu fark etti. Bu verim kaybının sebebinin, suyu buharlaştırmak için kullanılan ısının 3/4’ünün, pistonun ısınması için harcanması olduğunu keşfetti.
• 1765 yılında James Watt, Newcomen buhar makinesindeki ısı kaybını gidermek için biri sıcak diğeri soğuk olmak üzere iki pistonlu bir yapı ile modifiye etti.

1784 yılında James Watt tarafından patentlenen Watt Bağlantısı, iki pistonlu bir yapının mekanik hareket eğrisinin hesaplanmasını sağlayan bağlantıdır. Watt Bağlantısı, otomobil pistonlarında ve süspansiyonlarında kullanılır.

Watt Eğrisi, Watt Bağlantısı’ndaki piston aksamlarının hareket halinde çizdikleri eğrileri hesaplamak için kullanılır.

Watt buhar makinesini, öncüsü olan Newcomen ve Savery buhar makinelerinden ayıran en önemli özellikler şunlardır:

• Newcomen ve Savery buhar makinelerinde bir adet piston varken, Watt buhar makinesinde iki adet piston bulunur.
• Newcomen ve Savery buhar makineleri pompalama işleri için tasarlanmıştır ancak Watt buhar makinesi tekerlek döndürebilen bir yapıdır; dolayısıyla taşımacılıkta da kullanılmıştır.
• Newcomen ve Savery buhar makinelerinde ısı ve enerji kaybı çok yüksektir. Watt buhar makinesi bu kaybı büyük ölçüde gidererek buhar makinesinin ticarileşmesinin önünü açmıştır.

James Watt hayatı boyunca 6 patent almıştır. James Watt’ın aldığı patentlerin patent numarası, konusu ve tarihleri şunlardır:

• Patent 913: Buhar makinelerinde buhar tüketimini azaltmak için ayrı kondansatör kullanımı (29 Nisan 1769)
• Patent 1244: Harfleri kopyalamak için yeni bir yöntem (31 Mayıs 1780)
• Patent 1306: Sürekli dönme hareketi üretmek için yeni yöntemler (23 Şubat 1782)
• Patent 1321: Buhar makinesinde yeni geliştirmeler, iki etkili hareket (4 Temmuz 1782)
• Patent 1432: Buhar makinesinde yeni geliştirmeler, üç çubuklu hareket ve buharlı taşıma (25 Ağustos 1782)
• Patent 1485: Yeni fırın yapım yöntemleri (9 Temmuz 1785)

James Watt, buhar makinesinin ticari üretimine başarılı bir iş adamı olan Matthew Boulton ile ortalık kurarak başladı. Edward Bull, 1781 yılında James Watt ve Watt’ın ortağı Boulton için buhar makinesi üretmeye başlamıştır. Ancak 1791 yılında kendi buhar makinelerini yapmaya başladığında James Watt’ın patentini ihlal eder. Jabez Carter ve Jonathan Hornblower kardeşler de aynı tarihlerde Watt’ın patentlerini ihlal ederek buhar makinesi üretmeye başlar. Bunun üzerine Watt ve Boulton 1975 yılına değin gelir kaybı yaşadı. Watt’ın 1793’te açtığı davalar 1799’da sonuçlandı ve James Watt haklı bulundu.

James Watt, geliştirdiği buhar makinesini seri üretime geçirmek ve maden ocaklarına ürün sağlamak amacıyla başarılı ve zengin bir iş adamı olan Matthew Boulton ile iş birliği yapmıştır. Bu iş birliği sonucunda 1775 yılında, İngiltere’nin Birmingham şehrinde Boulton & Watt firması kurulmuştur. Bu dönemde Boulton & Watt firması, bölgedeki maden ocaklarına 1000’in üzerinde buhar makinesi satmıştır.

James Watt, kariyerinin erken döneminden itibaren kimyaya yüksek ilgi duymuştur. Bu ilgisi sonucunda yaptığı deneylerden biri, ağartıcının keşfine ön ayak olmuştur.

1786 yılında Paris’te Berthollet’in klor üretmek için hidroklorik asit ve manganez dioksiti tepkimeye soktuğu bir deneyine tanıklık etti. Berthollet bu deneyle, tekstilde kullanılabilecek bir ağartıcı keşfetmeye çalışıyordu. James Watt bu yöntemi tuz ile daha ucuza mal edebileceğini düşündü ve İngiltere’ye döndüğünde deneylerine başladı. 1788 yılında Watt, kayınpederi McGregor ile birlikte bir ağartıcı üretebilmeyi başardı. Ancak aynı dönemde Berthollet de Watt’ın yöntemini keşfedip yayınlamıştı. Bunun ardından Watt rakiplerinin gerisinde kaldı.

James Watt ve Matthew Boulton, ortaklıklarının başında buhar makinesinin parçalarını başka taşeron firmalara ürettirip Watt’ın evinde birleştiriyordu. 1795 yılına gelindiğinde büyüyen talebi karşılayabilmek için Birmingham’daki Soho Fabrikası’nın yakınında bir mülk satın alarak burada Soho Dökümhanesini kurdular.

James Watt 1764 yılında kuzeni Margaret Miller ile evlendi. Bu evliliğinden James ve Margaret adında iki çocukları oldu. James Watt, ikinci evliliğini 1775 yılında Ann MacGregor ile yaptı.

James Watt’ın ilk eşi, 1764 yılında evlendiği kuzeni Margaret Miller’dır. James Watt ikinci evliliğini 1775 yılında Ann MacGregor ile yapmıştır.

James Watt’ın ilk evliliğinden Margaret adında bir kızı, James adında bir oğlu vardır. Margaret 1796 yılında, James ise 1848 yılında hayatını kaybetmiştir. Watt’ın, Ann MacGregor ile olan ikinci evliliğinden Gregory ve Janet adında iki çocuğu olmuştur.

James Watt 1763 yılında Glaskow Mason Locası’na üye olmuştur.

James Watt 1784 yılında Edinburgh Kraliyet Topluluğu’na üye olarak seçilmiştir. Ayrıca İngiliz Merkez Bankası tarafından alınan 2009 tarihli karar ile 50 Sterlin banknotuna James Watt ve Matthew Boulton’ın resimleri basılmıştır.

Geliştirdiği buhar makinesi ile James Watt, Sanayi Devrimi’nin en önemli öncülerinden biridir. Watt buhar makinesi hem maden işleme hızını artırmış, hem de buharlı trenlerin gelişmesine imkan tanıyarak uzun mesafeli seyahatleri mümkün kılmıştır.

James Watt’ın üye olduğu onursal topluluklar şunlardır:

• Edinburgh Kraliyet Topluluğu
• Smeatonian İnşaat Mühendisleri Derneği
• Batavya Deneysel Felsefe Topluluğu
• Fransız Akademisi

James Watt 25 Ağustos 1819’da 83 yaşında Birmingham’da ölmüştür.

James Watt’ın cenazesi Birmingham’daki St. Mary Kilisesine gömülmüştür. Watt için yapılan anıtlar ve adının verildiği kurumlar şunlardır:

• Watt’ın atölyesi vefatının ardından bilim müzesine devredilmiştir. Atölye aslı gibi korunmuş ve 2011 yılında “James Watt ve Dünyamız” sergisi ile halka açılmıştır.
• James Watt’ın Greenock’ta doğduğu evin yakınlarında heykeli bulunur.
• Edinburgh’taki Heriot-Watt Üniversitesi, adını James Watt’tan alır.

Watt, elektrik birimleri standardına göre enerji dönüşümünün birimi olarak gösterilir, kısaltması W’dir. Formülü şu şekildedir:

Watt = Joule / Saniye

Elektrik ve elektronik konusunda çalışma yapmış James Watt dışında Thomas Edison, Nikola Tesla, Andre Marie Ampere, Alessandro Volta gibi birçok bilim adamı bulunur.

Elektrik ve Enerji ile ilgili Bilim Adamları ve Mucitler:

• James Watt
• Alessandro Volta
• Andre Marie Ampere
• Georg Ohm
• Michael Faraday
• Thomas Edison
• Nikola Tesla
• Sir Adam Back
• Heinrich Hertz
• Alexander Graham Bell
• Hans Christian Ørsted
• Luigi Galvani
• Charles-Augustin de Coulomb
• Wilhelm Röntgen
• James Prescott Joule
• Benjamin Franklin