A gőzgép továbbfejlesztése, az ipari forradalom kezdete

1736. január 19-én a skóciai Greenock-on-Clyde-ban született James Watt, a gyakorlatban is alkalmazható első gőzgép feltalálója, az ipari forradalom elindítója. Nevét a teljesítmény metrikus mértékegysége is őrzi, a watt.

Egy hajóács mester családjának negyedik gyermeke volt James. A betegeskedő, gyakori migrénektől szenvedő fiút kezdetben édesanyja tanított, majd a greenocki gimnáziumba került, ám 17 évesen inasnak állt és Londonban tanulta ki a gépek készítését, reparálását, majd Glasgow-ban nyitott műhelyt. A hatóságok azonban elvették engedélyét, mert nem inaskodott elég hosszú ideig – ezután elszegődött az egyetemre műszerésznek.
1764-ben épp egy Newcomen típusú gőzgépet javított, és döbbenten tapasztalta, hogy annak igen kicsi a hatásfoka. A gép tökéletesítésével 1765 májusáig próbálkozott, amikor rájött a megoldásra. Elválasztotta a gőzlecsapódást végző kondenzátort a hengertől, amelyben a dugattyú mozog, és a hengert nem kellett újra és újra lehűteni. Az addig nyitott hengert lezárta és egy atmoszférás gőzzel töltötte ki: az így biztonságossá vált gépben a munkát nem a külső légkör, hanem a gőz végezte. Ebben az időben megismerkedett John Roebuckkal, egy kovácsműhely alapítójával, aki biztatta, hogy építse meg első gőzgépét, sikerült kölcsönt is szereznie, így 1769-ben szabadalmaztatta „újonnan feltalált módszerét a hőerőgépek gőz- és tüzelőanyag-fogyasztásának csökkentésére”. Az utókor ettől a dátumtól számítja az ipari forradalom kezdetét.
Az első, gőzzel működő szerkezetet Hérón, egy alexandriai görög gépész és matematikus készítette időszámításunk előtt az 1. században. A szerkezetet továbbgondolta Edward Somerset, Worcester márkija, aki 1665-ben gőzzel hajtott szivattyút építtetett kastélyának vízellátásához. Mindössze 22 év múlva, 1687-ben Denis Papin francia fizikus Leibniz segítségével elkészítette az első dugattyús gőzgép működő modelljét. A tudományos közönség azonban a gyakorlatban is használható első gőzgép építőjének Thomas Newcoment tartja, aki 1712-ben fejlesztette ki a szerkezetet üzlettársával, Thomas Savery-vel együtt. De mi is történt pontosan? Abban az időben Angliában, másokhoz hasonlóan Newcomen maga is főként szénnel fűtött. Látta, hogy a bányászok küszködnek, miközben a tárnákat gyakran elöntötte a víz, amit kézi vagy állati erővel szivattyúztak ki, ez azonban meglehetősen költséges és lassú művelet volt. És bár Thomas Savery, angol feltaláló épített erre a célra egy gőzgépet, a szerkezet túl drágának bizonyult. Newcomen elkezdett kísérletezni. A két férfi hamarosan találkozott és a következő évtizedben együtt tökéletesítették a gőzgépet. Bár a gyakorlati megvalósítás kezdetben akadozott, hamarosan alig néhány nap alatt vízmentesítettek egy olyan bányát, ahol ezt korábban nem tartották lehetségesnek. A Newcomen alapította társaság ezután óriási sikerrel árulta a gépeket.
1766-ban Watt földmérőnek állt, és néhány évig nem foglalkozott a gőzgép fejlesztésével. 1772-ben üzleti társa John Roebuck csődbe ment, a vállalatokat a birminghami mérnök, Matthew Boulton vette át, és biztatta Wattot, munkája folytatásában, és 1794-ben megalapították a Boulton és Watt Vállalatot, amely kizárólag gőzgépeket gyártott, és fokozatosan nőtte ki magát nagyvállalkozássá. Az ország egyik legjelentősebb cégeként 1826-ig összesen 1164 gőzgépet készítettek el – írja BBC online portálja.
Watt közben megszerkesztette a kettős hatású, folyamatos üzemű gőzgépet, amelyben a gőz ereje a dugattyú mindkét oldalán felváltva hatott (korábban a dugattyú csak az egyik oldalra nyomódott ki, és lassan mozdult vissza). A gépet bolygókerekes hajtóművel és lendítőkerékkel látta el, amely átlendítette a holtponton, így azt forgómozgásra is képessé tette. A dugattyú paralelogrammás vezetése a gőzgép fordulatszámát két érték között tartotta, Watt így az automatizálás előfutára lett. Sőt mivel 1784-ben már gőzvezetékkel fűtötte irodáját, így ő tekinthető a gőzfűtés feltalálójának is.
1800-ban, szabadalmának lejártakor tiszteletreméltó emberként vonult vissza, a glasgow-i egyetem díszdoktora, a Királyi Akadémia tagja lett, a kutatómunkát azonban nem hagyta abba.

Az 1819. augusztus 25-én elhunyt feltalálót 2002-ben beválasztották a 100 leghíresebb brit személyiség közé. Budapesti szobra a Keleti pályaudvar homlokzatáról tekint le a gőzmozdonyt feltaláló George Stephenson társaságában.
Nevét őrzi a teljesítmény metrikus mértékegysége, a watt (W). 1 watt a teljesítmény, ha egy 102 gramm tömegű testet felemelünk 1 másodperc alatt 1 méter magasra.