موتور بخار چیست؟
قبل از اختراع ماشین یا همان موتور بخار بیشتر کالاها با دست‌ساخته می‌شد و چرخ آب‌ها و حیوانات بارکش فقط نیروی صنعتی موجود را تأمین می‌کرد. انقلاب صنعتی که بزرگ‌ترین تغییر در کوتاه‌ترین بازده زمانی از تاریخ تمدن است، پیشرفت خود را مدیون ماشین بخار است. ماشین‌های بخار نه تنها انرژی مورد نیاز کارخانه‌هایی که امکان تولید سریع کالاها را فراهم می‌آوردند تأمین کردند، بلکه باعث به حرکت درآمدن بهتر قطارها و کشتی‌های بخاری شدند که کالاهای آن کارخانه‌ها را به نقاط مختلف دنیا منتقل می‌کردند.
موتور بخار یک موتور احتراق خارجی است که از انرژی گرمایی موجود در بخار آب استفاده کرده و آن را به کار مکانیکی تبدیل می‌کند. موتور بخار به عنوان موتور اصلی پمپ‌ها و لکوموتیو ها، کشتی‌های بخار و تراکتور استفاده می‌شد و دلیل اصلی انقلاب صنعتی بود. توربین‌های بخار گونه‌ای از همان موتور بخار، همچنان به صورت گسترده به عنوان ژنراتور الکتریسیته مورد استفاده دارند اما نمونه‌های قدیمی تر تقریباً به طور کامل با موتورهای درون سوز و موتورهای الکتریکی جایگزین شده‌اند.
یک موتور بخار به قسمت جوشش نیازمند است تا آب را به جوش آورده و تولید بخار کند. گسترش بخار آب باعث اعمال نیرو به پیستون یا پره‌ی توربین می‌شود که حرکت آن موجب چرخیدن چرخ‌ها یا حرکت سایر اجزاء می‌گردد. یکی از محسنات موتور بخار این است که هر نوع منبع حرارتی می‌تواند در قسمت جوشش برای تولید بخار استفاده شود ولی مورد بسیار معمول، آتشی است که توسط چوب، زغال یا سوخت و گرمای تولیدی در رآکتور هسته‌ای است.
ماشین‌های بخار اولین اتومبیل‌ها بودند
در سال 1769 کاپیتان نیکولاس جوزف کاگنات که یک افسر فرانسوی بود اولین اتومبیل را ساخت که البته برای حمل‌ونقل اجزای توپخانه استفاده می‌شد. اتومبیل بخار کاگنات یک سه چرخه بود که می‌توانست چهار اسلحه حمل کند. بیشترین سرعتش به 2/3 کیلومتر بر ساعت می‌رسید و باید هر 20 دقیقه توقف می‌کرد تا بخار جدید تولید کند.
در 1825 سر گولد زوری گورنی اولین گاری بدون اسب را که به واسطه نیروی بخار کار می‌کرد، اختراع کرد. این موفقیت بزرگی نبود اما گام بزرگی برای درک نحوه‌ی استفاده از بخار به عنوان نیروی مستقل بود. ماشین گورنی بیشتر به کالسکه شبیه بود که شش چرخ داشت که چهار چرخ آن وزن ماشین را تحمل می‌کردند و دو چرخ جلو به جای اسب استفاده می‌شدند و برای چرخیدن کالسکه بخار مورد استفاده قرار می‌گرفت.
جیمز وات
جیمز وات مخترع موتور بخار که در سال 1736 در شهر گریناک در اسکاتلند به دنیا آمد. از همان اوایل طفولیت کودکی بسیار ضعیف و ظریف بود به همین علت وی را مدرسه نفرستادند! بلکه مادر و پدر در خانه به تربیت او پرداختند. جیمز وات دارای تخیل قوی بود و به مرور زمان علاقه خود را به امور فنی نشان داد. وی به نجوم و ریاضیات علاقه داشت و ساعت‌ها متمادی به ستاره‌ها نگاه می‌کرد. او از خواندن و آموختن لذت می‌برد اما زمانی فرارسید که به علت فقر خانوادگی و تنگدستی برای امرار معاش باید کار می‌کرد، بنابراین در مغازه‌ای شروع به کارکرد.
صبح‌ها چند ساعت قبل از باز شدن مغازه بر می‌خواست و شروع به کار می‌کرد که موجب شده بود بر سلامتی اش اثر نامطلوب بگذارد. یکی از اساتید دانشگاه که از مهارت او در امور فنی اطلاع پیدا کرده بود اتاقی در دانشگاه به وی داد تا در آنجا بتواند به کارهایش ادامه دهد. او در سال 1764 موتوری را در دانشگاه تعمیر کرد، و به طور شبانه روز انواع مختلف نیروهای بخار را آزمایش کرد. سرانجام اصول موتور بخار به ذهنش راه پیدا کرد.
در این حین مشکلات زیادی برایش پیش آمد و اتاق خود را در دانشگاه از دست داد، اگر کمک‌های همسرش مارگارت میلو نبود دست از کار می‌کشید. مارگارت دختری بود که جیمز پس از گشودن کارگاه خود در دانشگاه با وی ازدواج کرد. دکتر جان روباک (یکی از دوستانش) قبول کرد که شریک جیمز شده و قرض‌هایش را بپردازد و اختراع او را به ثبت برساند. جیمز با شادی رهسپار لندن شد اما مأمورین اداره ثبت اختراعات، کاملاً بی‌تفاوت بودند و این سبب ناراحتی جیمز شد. از طرفی دکتر روباک مقروض شده بود و نمی‌توانست به جیمز کمک کند.
در این حین کارخانه‌دار ثروتمندی به نام ماتیو بالتن از طریق دکتر روباک از اختراعات جیمز آگاه شد و قبول کرد که با او کار کند و این نقطه عطفی در زندگی وات بود. بالاخره شهرت وات افزایش یافت و موفقیت بزرگی نصیبش شد و موتور او در کارخانه مورد استفاده قرار گرفت.
انقلاب صنعتی
تغییرات بزرگی که در قرن هجدهم در انگلستان رخ داد به نام انقلاب صنعتی شناخته می‌شود. اختراعات جدیدی مثل ماشین بخار کالاها را سریع‌تر و ارزان‌تر از قبل تولید می‌کرد. در قرن نوزدهم گسترش صنعت به اروپا و آمریکا رسید. راه‌آهن سرعت مسافرت را زیاد کرد. مردم زیادی در کارخانه‌ها کار و در شهرها زندگی می‌کردند. انقلاب صنعتی تکنولوژی را به جهتی کاملاً نوین سوق داد.
ماشین‌های برقی و مکانیکی عظیم قطعات متحرک پیچ و مهره همه و همه محیط اطراف را به هیاهو کشانید با انتقال تولید اقتصادی از مزرعه به کارخانه افراد خانواده دیگر به صورت یک واحد با یکدیگر کار نکردند. اما قبل از پایان قرن 19 تاریخ‌نگاران اقتصادی رفته‌رفته به اصطلاح انقلاب صنعتی خوی می‌گرفتند و منظورشان به واقع مجموع نوآوری‌های فنی و اقتصادی بود.
که طی دوره‌ی 1760 تا 1830 در انگلستان پدید آمد. با سازماندهی مرحله‌ای سیر رویدادها در این دوران روشن‌تر شد ؛ در نخستین مرحله که در انگلستان میانه قرن 18 آغاز شد و اختراع نخستین ماشین بخار نیز احتمالاً مهم‌ترین نوآوری دوران بوده است. دومین مرحله از اواسط قرن 19 آغاز می‌گردد و در اصل ارتباط یافت و به رشد سریع راه‌آهن تولید فولاد و جانشینی کشتی‌های بادبانی به وسیله‌ی کشتی‌های بخاری.
راه‌آهن
درانگلستان اولین شبکه راه‌آهن به سال 1825 م افتتاح شد، اما اغلب شبکه راه‌آهن در دهه 1840 ساخته شد. لکوموتیو بخار باعث ایجاد تحولی در سفر شد. مثلاً، در سال 1750 چندین روز طول می‌کشید تا بتوان از لندن در انگلستان به ادینبورگ در اسکاتلند با سریع‌ترین وسایل زمینی سفر کرد. در سال 1855 همان سفر با بخار 14 ساعت طول می‌کشید.
مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: مرتضی عرفانیان
تنظیم: مریم فروزان کیا
