James Watt beserta biografi lengkapnya

James Watt adalah penemu. Untuk mengetahui tentang dirinya secara terperinci kita akan mulai dengan biografinya. James Watt adalah penemu terkemuka yang berasal dari benua eropa. Baiklah, Berikut kita akan memulai

Biografi James Watt

Adapun biografi James Watt bisa anda lihat pada tabel di bawah ini:

Tanggal Lahir : 19 Januari 1736
Tempat Lahir : Greenock, Renfrewshire, Skotlandia, Britania Raya (UK)
Tanggal Meninggal : 25 Agustus 1819 (pada umur 83 tahun)
Tempat Meninggal : Handsworth, Birmingham, England, United Kingdom (Britania Raya)
Tempat Dikebumikan : Scottish
Kebangsaan : British
Kependudukan : Gereja St. Mary’s, Handsworth
Penemuan : Watt Mesin Uap (Watt Steam Engine)
  : Kondensor Terpisah (Separate Condenser)
  : Gerakan Paralel (Parallel motion)
  : Matahari dan gigi planet pada mesin (Sun and planet gear) (Dengan William Murdoch)
  : Mesin Governor Sentrifugal (Centrifugal governor)
  : Diagram Indikator (Indicator diagram) (Dengan John Southern)
Istri : Margaret Miller (Lahir-Meninggal 1764–1773)
Anak : Margaret (1767–1796)
  : James (1769–1848)
  : Gregory (1777–1804)
  : Janet (Jessy; 1779–1794)
Karir Keilmuan :  
Bidang : Teknik Mesin (mechanical engineering)
Institusi : Universitas Glasgow (University of Glasgow)
  : Perusahaan Boulton and Watt

Kehidupan awal dan pendidikannya

Seperti yang kita lihat pada biografinya, James Watt lahir pada tanggal 19 Januari 1736 di Greenock, Renfrewshire, ia merupakan anak tertua dari lima orang bersaudara yang kedua orang tuanya adalah Agnes Muirhead (1703-1755) dan James Watt (1698-1782). Ibunya berasal dari sebuah keluarga terhormat, memiliki pendidikan yang baik dan mempunyai karakter yang kuat. Sementara itu ayahnya adalah seorang pembuat, pemilik, dan kontraktor kapal serta menjabat sebagai seorang kepala baillie Greenock di tahun 1751. Kedua Orang tuanya adalah Presbiterian dan Covenanters yang fanatik, walaupun kedua orang tuanya membesarkannya dengan pendidikan agama, namun kemudian ia menjadi seorang deis. Kakeknya Watt bernama Thomas Watt (1642-1734), yang berkarir menjadi seorang guru matematika, survei dan navigasi dan baillie ke Baron of Cartsburn.

Pada Awalnya Watt mendapat pendidikan di rumah oleh ibunya, kemudian ia melanjutkannya ke Greenock Grammar School. Di sekolahnya ia menunjukkan bakatnya di bidang matematika, sementara bakat di bidang bahasa Latin dan Yunani gagal menarik minatnya.

Watt menderita serangan penyakit yang cukup lama sebagai seorang anak dan sakit kepala yang selalu kumat di sepanjang hidupnya.

Setelah tidak bersekolah lagi, Watt kemudian bekerja di bengkel bisnis ayahnya. ia menunjukkan keahliannya berupa ketangkasan dan keterampilan yang cukup ahli dalam membuat model teknik. Setelah ayahnya mengalami kegagalan bisnis dalam hidupnya, Watt kemudian meninggalkan Greenock untuk mencari kerja di Glasgow sebagai seorang pembuat instrumen matematika.

Sejarah

Kita akan mulai dengan sejarah james watt. Ketika ia berumur 18 tahun ibunya meninggal dan saat itu kesehatan ayahnya juga mulai menurun. Ia kemudian pergi ke London. Di sana ia mendapatkan pelatihan sebagai pembuat instrumen mesin selama satu tahun yaitu pada tahun 1755 hingga 1756, setelah itu ia kembali ke Skotlandia dan tinggal di kota Glasgow dengan keinginan mendirikan usaha pembuatan instrumen miliknya sendiri. Saat itu dia masih sangat muda dan tidak memiliki pekerjaan penuh tidak memiliki hubungan biasa dengan mantan ahli untuk membangun dirinya sebagai pembuat instrumen atau peralatan harian.

Memulai pekerjaannya

Di tengah kebuntuannya, Ia kemudian terselamatkan dengan datangnya sebuah instrumen / alat astronomi yang berasal dari jamaika yang diberikan oleh Alexander Macfarlane ke Universitas Glasgow, Instrumen ini membutuhkan perhatian oleh para ahli. Watt kemudian merakit instrumen ini dan mendapatkan bayaran. Pada akhirnya instrumen ini dipasang di Observatorium Macfarlane. Kemudian setelah itu, tiga orang professor menawarkannya untuk membuat sebuah bengkel kecil di dalam universitas tersebut. 

Pada Awalnya Watt bekerja di bagian pemeliharaan dan perbaikan instrumen / peralatan ilmiah yang digunakan oleh universitas Glasgow, melakukan demonstrasi, serta mengembangkan alat produksi kuadran. Ia membuat serta memperbaiki alat kuadran pemantul kuningan, timbangan, penggaris paralel,  barometer, bagian untuk teleskop, dan lain sebagainya.

Terkadang terdapat kekeliruan yang menyatakan bahwa ia berjuang untuk membuat dirinya mapan di Glasgow mendapat pertentangan dari Trades House, akan tetapi sejarawan bernama Harry Lumsden membantah mitos ini. Tetapi catatan sejarah dari periode ini telah hilang dan  diketahui bahwa ia mendapat pekerjaan dan berdagang secara normal sebagai pekerja di bidang logam yang terampil sehingga Hammermen Incorporation harus puas bahwa watt sudah memenuhi persyaratan keanggotaan mereka. Seperti yang telah kita ketahui bahwa setiap orang yang terlibat dalam perdagangan logam akan dikejar supaya bekerja tanpa jadi anggota Incorporation tersebut, hal ini terjadi hingga abad ke-19, jadi james watt menegakkan aturan tersebut sewaktu melakukan perdagangan secara bebas di seluruh kota.

Pada tahun 1759, watt kemudian membentuk kemitraan dengan John Craig. Siapakah John Craigh? John Craigh adalah seorang arsitek dan juga seorang pengusaha yang memproduksi dan juga menjual produk termasuk juga alat musik dan mainan. Hubungan Kemitraan keduanya berjalan selama enam tahun ke depan, serta menggunakan tenaga kerja hingga enam belas pekerja. Craig kemudian meninggal pada tahun 1765. Sehingga saat itu seorang karyawan yang bernama Alex Gardner, akhirnya mengambil alih bisnis tersebut, kemudian bisnis tersebut berlangsung hingga abad kedua puluh.

Keluarga James Watt

Kemudian pada tahun 1764, Watt menikahi Margaret (Peggy) Miller, Margaret ini adalah sepupunya. Bersama dengan istrinya margaret ini ia memiliki lima anak yang mana dua di antaranya hidup hingga dewasa yaitu James Jr (1769-1848) dan Margaret (1767-1796). Kemudian Istri watt (Margaret) meninggal di saat melahirkan pada tahun 1772. Dan di tahun 1777 kemudian ia menikah lagi, dengan seorang putri dari pembuat pewarna di Glaslow bernama Ann MacGregor. Bersama istri keduanya ana ia mempunyai dua anak yang bernama Gregory (1777–1804) yang kemudian menjadi ahli geologi dan mineralogi dan Janet (1779-1794). Dan menurut sejarahnya Ann meninggal di tahun 1832. Di Antara kesendiriannya pada tahun 1777 dan 1790 Watt tinggal di Regent Place, Birmingham.

James Watt adalah penemu

James Watt adalah penemu di bidang teknik mesin. Berikut ini adalah penemuan-penemuan yang telah dibuat oleh james watt di antaranya adalah  Watt Mesin Uap (Watt Steam Engine), Kondensor Terpisah (Separate Condenser), Gerakan Paralel (Parallel motion), Matahari dan gigi planet pada mesin (Sun and planet gear) (Dengan William Murdoch), Mesin Governor Sentrifugal (Centrifugal governor) dan Diagram Indikator (Indicator diagram) (Dengan John Southern).

Watt dan ketelnya

Terdapat sebuah cerita yang populer bahwa Watt memiliki ide (inspirasi) untuk membuat mesin uap dengan memperhatikan ketel (ceret) yang mendidih, uap air memaksa tutup ketel tersebut naik dan dengan melihat kejadian tersebut menunjukkan terdapat kekuatan uap. Cerita ini terdapat berbagai kisah dalam berbagai bentuk, ada yang mengatakan bahwa Watt saat itu adalah anak muda, namun ada yang mengatakan dia lebih tua, ada yang mengatakan ketel ibunya, terkadang bibinya. Sebenarnya Watt tidak menemukan mesin uap, seperti halnya yang terdapat dalam cerita, tetapi ia hanya meningkatkan efesiensi/kinerja mesin Newcomen yang telah ada dengan menambah kondensor terpisah. Hal ini sulit untuk menjelaskannya pada seseorang yang tidak biasa bekerja dengan konsep panas dan efisiensi termal. Sepertinya yang menceritakan kisah ini adalah putra Watt, James Watt Jr, dan cerita ini tetap bertahan karena anak-anak mudah memahami dan mengingatnya. Kisah ini memiliki kemiripan dengan kisah Isaac Newton dan apel yang jatuh dan penemuan gravitasinya.

Meskipun kisah ini banyak yang menganggapnya sebagai mitos, cerita tentang Watt dan ketel ternyata mempunyai dasar. Untuk mencoba memahami tentang termodinamika panas dan uap, James Watt telah banyak melakukan percobaab pada laboratorium dan pada buku hariannya tercatat bahwasanya ketika melakukan ini ia memakai ketel untuk menghasilkan uap.

Percobaan awal dengan uap

Pada tahun 1759 teman Watt bernama John Robison, meminta watt untuk menggunakan uap sebagai sumber tenaga penggerak. Rangcangan mesin Newcomen, yang hampir 50 tahun tidak pernah berubah dari penggunaan pertamanya yaitu untuk memompa air dari tambang. Watt mulai melakukan percobaan dengan mesin uap, walaupun dia belum pernah melihat cara kerjanya. Ia mencoba membuat sebuah model dan ternyata model tersebut gagal bekerja memuaskan, akan tetapi ia melanjutkan percobaannya dan mulai membaca semua literatur tentang mesin uap tersebut. Setelah itu barulah ia menyadari betapa pentingnya energi panas yang lepas atau diserap  selama terjadinya proses suhu konstan (temannya Joseph Black menemukan beberapa tahun sebelumnya). Saat itu pemahaman tentang mesin uap masihlah primitif, karena ketika itu ilmu termodinamika belum menjadi formal selama hampir 100 tahun sesudah ini.

Di tahun 1763, Universitas meminta untuk memperbaiki mesin model Newcomen. Bahkan setelah watt memperbaikinya, mesin tersebut hampir tidak berfungsi. Setelah melakukan banyak percobaan, Watt kemudian menunjukkan bahwasanya untuk memanaskan silinder mesin pada tiap siklus, mesin menggunakan sekitar tiga perempat energi panas dari uap. Energi dari uap panas ini hilang sia-sia hal ini disebabkan pada siklus ini air dingin dimasukkan (suntik/injeksi) ke dalam silinder untuk mendinginkan uap (embun) dengan tujuan untuk mengurangi tekanannya. Jadi hal ini dilakukan berulang kali memanaskan dan mendinginkan silinder, sehingga mesin membuang sebahagian besar energi panasnya daripada merubahnya menjadi energi mekanik/penggerak.

Ide jaket uap

Pada bulan Mei 1765 timbul ide yang menyebabkan uap mengembun pada ruangan yang terpisah selain piston. Dan  untuk mempertahankan suhu yang sama antara silinder dengan uap yang disuntikkan dengan cara mengelilinginya dengan “jaket uap. Dengan melakukan hal yang demikian sehingga sangat sedikit energi yang terserap oleh silinder pada tiap siklus, sehingga ia lebih tersedia melakukan pekerjaan yang berguna. Watt mempunyai model kerja di tahun yang sama.

Walaupun disain model ini bisa ia terapkan, namun masih terdapat kesulitan secara substansial dalam membangun mesin dengan skala penuh. Hal Ini tentu saja membutuhkan lebih banyak modal, beberapa modal ia dapatkan di antaranya berasal dari Black. Kemudian menjalin kemitraan dan mendapat dukungan yang lebih substansial dari John Roebuck, yang merupakan pendiri Carron Iron Works yang terkenal di dekat Falkirk. Roebuck bertempat tinggal di Rumah Kinneil di Bo’ness. Selama itu Watt melakukan pekerjaan untuk menyempurnakan mesin uapnya pada sebuah pondok yang dekat dari rumah tersebut.

Kesulitan yang paling utama saat itu adalah mesin piston dan silinder. Pekerja besi pada saat itu lebih memiliki keahlian sebagai pandai besi daripada ahli mesin modern, sehingga tidak dapat memproduksi komponen yang presisi. Banyak modal yang habis untuk mendapatkan paten atas temuan Watt. Dengan adanya kekurangan sumber daya ini, membuat Watt terpaksa bekerja merangkap sebagai surveyor kemudian sebagai insinyur sipil. Ia melakukan ini selama 8 tahun.

Kemudian Roebuck bangkrut, dan Matthew Boulton sebagai pemilik pabrik Soho yang bekerja di dekat Birmingham, memperoleh patennya. Dan setelah itu perpanjangan paten hingga tahun 1800 ia peroleh pada tahun 1775.

Melalui perantara Boulton, Watt akhirnya mempunyai akses pada beberapa orang pekerja besi terbaik di dunia. Kesulitan membuat silinder besar dengan piston yang sesuai akhirnya selesai juga oleh John Wilkinson (pengembang teknik pengeboran presisi, membuat meriam di Bersham, dekat Wrexham, Wales Utara). Watt dan Boulton akhirnya membuat kemitraan yang sangat berhasil berlangsung sampai 25 tahun.

Mesin Pertama

Di tahun 1776, Di perusahaan komersial ini terpasang  mesin yang bekerja untuk menggerakkan pompa dan hanya membuat gerakan bolak-balik menggerakkan batang pompa pada bagian bawah poros. Disain ini sukses secara komersial. Selama lima tahun selanjutnya, Watt kemudian sangat sibuk memasang lebih banyak mesin, kebanyakan pemasangannnya di daerah Cornwall yang berguna untuk memompa air keluar dari tambang.

Mesin pertama ini bukan Boulton dan Watt yang memproduksinya. Orang lainlah yang membuat, tetapi sesuai dengan gambar rancangan Watt yang berperan sebagai insinyur konsultan. Awalnya Watt melakukan pengawasan pada pemasangan dan pemeriksaan mesin, kemudian orang-orang yang bekerja di perusahaan itu yang melanjutkan pekerjaan Watt. Ini adalah mesin besarnya yang pertama. Mesin ini memiliki silinder berdiameter sekitar 50 inci dan tinggi keseluruhan sekitar 24 kaki. Dan mesin ini juga membutuhkan konstruksi bangunan khusus untuk menampungnya. Mesin ini dapat menghemat sepertiga dari nilai batu bara, jika membandingkannya dengan mesin Newcomen yang melakukan pekerjaan yang sama.

Penerapan penemuan ini kemudian meluas ketika Boulton mendesak Watt untuk merubah gerakan bolak-balik piston menjadi tenaga rotasi untuk menggiling dan menenun. Walaupun engkol tampaknya merupakan solusi yang jelas untuk konversi Watt dan Boulton terhalang paten untuk ini.  James Pickard, dan temannya kemudian mengusulkan lisensi kondensor eksternal. Watt secara tegas menentang hal ini dan menghindari paten dengan gigi matahari dan planet mereka pada tahun 1781.

Mesin Kerja Ganda

Selama enam tahun berikutnya, watt membuat beberapa perbaikan dan juga modifikasi lain pada mesin uap. Mesin yang bekerja ganda, di mana mesin uap bekerja secara bergantian pada kedua sisi piston adalah satu. Dia kemudian memberikan penjelasan pada metode tersebut untuk melakukan uap “secara ekspansif” (yaitu memakai uap pada tekanan jauh melebihi tekanan atmosfer). Sebuah mesin majemuk, yang menyambungkan dua atau lebih mesin, dua paten lagi ia dapatkan untuk ini pada tahun 1781 dan 1782. Menerapkan banyak perbaikan untuk mempermudah dalam pembuatan dan pemasangan. Yang salah satunya adalah termasuk menggunakan indikator uap untuk menghasilkan plot informatif tekanan pada silinder terhadap volume /isinya, yang tersimpan sebagai rahasia dagang.

Terdapat penemuan penting lainnya yang paling ia banggakan yaitu gerakan paralel yang penting dalam mesin kerja ganda. Hal ini karena bisa membuat gerakan garis lurus yang dibutuhkan oleh batang silinder dan pompa dari balok goyang yang terhubung yang ujungnya bergerak dalam busur lingkaran. Ini ia patenkan di tahun 1784. Sebuah katup throttle yang berguna untuk mengendalikan kekuatan mesin, dan governor sentrifugal yang ia patenkan di tahun 1788. Perbaikan ini ia lakukan bersama-sama sehingga menghasilkan mesin yang sampai lima kali lebih efisien dalam menggunakan bahan bakar sebagai mesin Newcomen.

Karena adanya bahaya ledakan boiler akibat tahap pengembangan yang sangat primitif, dan masalah kebocoran, Watt kemudian membatasi penggunaan uap dengan tekanan tinggi yang mana semua mesinnya memakai uap pada tekanan mendekati atmosfer.

Patent

Berikut ini adalah temuan James Watt yang telah patent

  • Patent 913: Sebuah metoda untuk mengurangi konsumsi uap di mesin uap – kondensor terpisah (the separate condenser). Spesifikasinya telah diterima pada tanggal 5 Januari 1769; terdaftar pada tanggal 29 April 1769, dan diperpanjang hingga tahun 1800 oleh Undang-Undang Parlemen di tahun 1775.
  • Patent 1,244: Sebuah metoda baru untuk menyalin huruf. Spesifikasi telah diterima pada tanggal 14 Februari 1780 dan terdaftar pada tangggal 31 Mei 1780.
  • Patent 1,306: Sebuah Metode baru untuk menghasilkan gerakan rotasi berkelanjutan – matahari dan planet pada mesin. Spesifikasi telah diterima pada tanggal 25 Oktober 1781 dan terdaftar pada tangggal 23 Februari 1782.
  • Patent 1,321: Penyempurnaan baru pada mesin uap – ekspansif dan kerja ganda. Spesifikasi telah diterima pada tanggal 14 Maret 1782 dan terdaftar pada tangggal 4 Juli 1782.
  • Patent 1,432: Peningkatan baru pada mesin uap – gerakan tiga batang dan kereta uap. Spesifikasi telah diterima pada tanggal 28 April 1782 dan terdaftar pada tangggal 25 Agustus 1782.
  • Patent 1,485: Metode baru pembuatan  dari  konstruksi tungku. Spesifikasi telah diterima pada tanggal 14 Juni 1785 dan terdaftar pada tangggal 9 Juli 1785.

Sumber: Wikipedia.org

Leave a Reply