هناك العديد من الأفراد الذين تركوا آثاراً واضحة في تاريخ البشرية، ومن بينهم العالم الاسكتلندي جيمس واط، الذي ساهم اختراعاته في تحسين حياتنا اليومية. اختراعاته ساهمت في تقدم العلوم والتكنولوجيا حتى يومنا هذا.
العالم جيمس واط
- وُلد جيمس واط في عام 1736م، في غرينوك، اسكتلندا، وكان ابنهما تاجراً عانى من ضعف الإنجازات التجارية.
- تلقى واط تدريبه في لندن كصانع للأدوات وعاد لاحقاً إلى غلاسكو ليبدأ حياته المهنية. تميز بصداقته مع الفيزيائي جوزيف بلاك، الذي اكتشف الحرارة الكامنة، مما أثر بشكل كبير على اهتمامه بالطاقة.
- استغل واط قوة البخار كمصدر للطاقة وأجرى العديد من التجارب لاستغلال الضغط الناتج عن البخار.
- عرف جيمس واط بشغفه للاختراعات، حيث أصبح مخترعاً ومهندساً وكيميائياً، واشتهر بمساهمته في تحسين كفاءة المحركات البخارية.
- ادعى واط أنه اكتشف تفاعل الهيدروجين مع الأكسجين لإنتاج الماء، وذلك قبل أو في نفس الوقت الذي قدم فيه كافندش هذا الاكتشاف، وسُميت وحدة القدرة” واط” تخليداً لذكراه.
أهم اختراعات جيمس واط
- حصل واط على العديد من براءات الاختراع، مثل الحركة المعروفة بترس الشمس والكوكب، وقاعدة التمدد، والمحرك المزدوج، والحركة المتوازية، وكل هذه الاختراعات ترتبط بالمحركات البخارية.
- في وقت لاحق، حصل على محرك بخاري من طراز نيو كومن، وقام بتطوير مكثف له، حيث أضاف له تحسينات مثل المضخة الهوائية وغلاف لأسطوانة البخار، مما ساهم في نجاح الآلة تجارياً في عام 1769م.
- أدخل واط القوة البخارية على المضخة الكابسة التي اخترعها نيو كومن، وأسس شركة هندسية بالاشتراك مع بولتون، وهي شركة سوهو للأعمال الهندسية، حيث قدما مصطلح وحدة القدرة الحصانية.
- ساهم واط وشريكه بجهود بارزة في تطوير المحركات البخارية، مما ساهم بشكل كبير في بدء الثورة الصناعية في بريطانيا وخارجها.
حياة واط المبكرة وتعليمه
- توفيت والدة واط عندما كان في الثامنة عشرة من عمره، مما أثر على صحة والده. سافر واط إلى لندن للحصول على تدريب لمدة عام في مصنع للآلات، ثم عاد إلى اسكتلندا.
- استقر واط في غلاسكو، وهي مدينة تجارية هامة، وبدأ يفكر في إنشاء مشروعه الخاص في تصنيع الآلات وأجهزة القياس.
- على الرغم من صغر سنه وافتقاره إلى التدريب المهني الكامل، بدأ واط مشروعه برؤية وثقة رغم قلة الروابط المهنية في البداية.
- للأسف، لم يتمكن واط من الالتحاق بالجامعة بسبب ظروفه المالية، ولكنه استمر في تعليم نفسه بإصرار، حتى تمكن من إتقان الألمانية والإيطالية ليتسنى له قراءة المزيد من الكتابات العلمية.
- التقى واط بالاقتصادي آدم سميث والكيميائي جوزيف روبسون، وكان صديقه البروفيسور جون روبسون قد طرح عليه فكرة وجود سيارة تعمل بالبخار عام 1759م.
- على الرغم من عدم توفر التكنولوجيا اللازمة في ذلك الوقت لدراسة هذه الفرضية، إلا أن الفكرة ظلت محفورة في ذهن جيمس واط، وألهمته في مشروعاته المستقبلية.
إنجازات جيمس واط
- تلقى جيمس واط تدريباً كصانع للأدوات، ثم تطور ليصبح مهندساً ومخترعاً بارزاً، حيث ساعدته قدراته العلمية والعملية على تحقيق إنجازات مميزة.
- من أبرز إنجازاته إصلاح نموذج تعليمي معطل لمحرك نيو كومن البخاري في جامعة غلاسكو.
- كما قام باختراع مكثف منفصل للمحرك البخاري في 1765م، مما أدى إلى تحسين كفاءته بشكل واضح.
- أدخل تحسينات على المحرك البخاري، مما زاد من فعاليته في آلات الطاقة المختلفة في المناجم والمطاحن والمصانع، مما ساهم في تقليل الاعتماد على الطاقة المائية.
- استخدم واط الكيمياء في صناعة نوع من أنواع الفخار، وكذلك ساهم في تخطيط عدة قنوات وطرق وسكك حديدية خلال عمله كمهندس مدني.
- ساهم أيضاً في تحسين ممارسات التصنيع، واخترع آلة لنسخ الرسومات والحروف وأخرى لنسخ المنحوتات، وأسهم باختراعاته خلال فترة تقاعده.
جيمس واط والغلاية
- تدور قصة شهيرة حول مصدر إلهام جيمس واط في ابتكار محرك البخار، حيث يقال إنه لاحظ عملية غليان في الغلاية، مما أظهر له قوة البخار.
- تختلف الروايات حول قصة واط، فبعضها يذكر أنه كان شابًا وبعضها يوضح أنه كان في مرحلة متقدمة من عمره عند رؤيته لهذا البخار.
- مهما كانت القصة، فإن واط لم يخترع المحرك نفسه، بل عمل على تحسين كفاءته باعتماده للمكثف المنفصل، وهذا مفهوم قد يكون صعب الفهم على غير المتخصصين في الديناميكا الحرارية.
- غالباً ما يُنسب كتابة هذه القصة إلى ابنه جيمس واط الأصغر، وهي لا تزال تتداول بين الناس لتبسيطها وسهولة فهمها، خصوصاً للأطفال.
- يمكننا مقارنة هذه القصة بقصة إسحاق نيوتن وسقوط التفاحة التي ساعدته في اكتشاف الجاذبية.
- على الرغم من أن مثل هذه القصص غالباً ما يُرفض في الدراسات العلمية، إلا أنها تساعد في فهم الديناميكا الحرارية والحرارة والبخار.
- أجرى جيمس واط العديد من التجارب المختبرية، وسجل ملاحظاته التي تضمنت استخدام الغلاية لتوليد البخار.
تقاعد جيمس واط ووفاته
- بلغ جيمس واط سن التقاعد في عام 1800م، وهي السنة التي انتهت فيها براءات اختراعه وانتهت بها شراكاته.
- قضى واط بقية حياته في السفر لزيارة الأصدقاء والعائلة، ووافته المنية في 25 أغسطس من عام 1819م في هيث فيلد عن عمر يناهز 83 عاماً، ودُفن في مقبرة كنيسة القديسة ماري في هاند سيورث.
- سُميت وحدة قياس الطاقة في النظام الدولي للوحدات باسم “واط” اعترافاً بمساهماته في مجالات العلوم والصناعة.
- بعض العلماء يجادلون حول تصميم واط للحركة الموازية التي استخدمت في المحرك المزدوج الذي اخترع في عام 1784م، والتي تعد بداية لعصر الأنثروبوسين.
