Mengapa penemuan mesin uap oleh james watt pada tahun 1769 membawa perubahan besar

Oleh Admin tm, 28 Aug 2014

Sosok James Watt dikenal sebagai salah satu sosok penting dalam sejarah industri maupun teknologi di dunia. Penemuannya yaitu mesin uap ketika itu berhasil merubah wajah industri di Inggris kemudian menyebar ke seluruh dunia. Dan dianggap sebagai salah satu penemu terpenting yang pernah ada. James Watt lahir di Greenock, Skotlandia, 19 Januari 1736 - dan wafat di Birmingham, Inggris tanggal 19 Agustus 1819. James Watt seorang insinyur besar dari Skotlandia, Britania Raya. Ia berhasil menciptakan mesin uap pertama yang efisien. Ternyata mesin uap ini merupakan salah satu kekuatan yang mendorong terjadinya Revolusi Industri, khususnya di Britania dan Eropa pada umumnya. Untuk menghargai jasanya, nama belakangnya yaitu Watt digunakan sebagai nama satuan daya, misalnya daya mesin dan daya listrik.

Biografi James Watt

Penemuan Mesin Uap

Watt juga menemukan (di tahun 1781) seperangkat gerigi untuk mengubah gerak balik mesin sehingga menjadi gerak berputar. Alat ini meningkatkan secara besar-besaran penggunaan mesin uap. Watt juga berhasil menciptakan pengontrol gaya gerak melingkar otomatis (tahun 1788), yang menyebabkan kecepatan mesin dapat secara otomatis diawasi. Juga menciptakan alat pengukur bertekanan (tahun 1790), alat penghitung kecepatan, alat petunjuk dan alat pengontrol uap sebagai tambahan perbaikan lain-lain peralatan.

Watt sendiri tidak punya bakat bisnis. Tetapi, di tahun 1775 dia melakukan persekutuan dengan Matthew Boulton, seorang insinyur, dan seorang pengusaha yang cekatan. Selama dua puluh lima tahun sesudah itu, perusahaan Watt dan Boulton memproduksi sejumlah besar mesin uap dan keduanya menjadi kaya raya. Mesin uap bekerja ganda penemuan Watt tahun 1769 Memang sulit melebih-lebihkan arti penting mesin uap. Sebab, memang banyak penemuan-penemuan lain yang memegang peranan penting mendorong berkembangnya Revolusi Industri. Misalnya, perkembangan dunia tambang, metalurgi, dan macam-macam peralatan mesin. Sekoci yang meluncur bolak-balik dalam mesin tenun (penemuan John Kay tahun 1733), atau alat pintal (penemuan James Hargreaves tahun 1764) semuanya terjadi mendahului kreasi Watt. Sebagian terbesar dari penemuan-penemuan itu hanyalah merupakan penyempurnaan yang kurang berarti dan tak satu pun punya arti vital dalam kaitan dengan bermulanya Revolusi Industri. Lain halnya dengan penemuan mesin uap yang memainkan peranan penting dalam Revolusi Industri, yang tampaknya keadaan akan mengalami bentuk lain. Sebelumnya, meskipun tenaga uap digunakan untuk kincir angin dan putaran air, sumber pokok tenaga mesin terletak pada tenaga manusia. Faktor ini amat membatasi kapasitas produksi industri. Berkat penemuan mesin uap, keterbatasan ini tersingkirkan. Sejumlah besar energi kini dapat disalurkan untuk hal-hal yang produktif yang menanjak dengan teramat derasnya. Embargo minyak tahun 1973 membuat kita sadar betapa sengsaranya jika bahan energi berkurang dan mampu melumpuhkan industri. Pengalaman ini, pada tingkat tertentu, mendorong kita membayangkan arti penting Revolusi Industri berkat penemuan James Watt.

Lahirnya Revolusi Industri

Revolusi Industri berlangsung hampir berbarengan dengan Revolusi Amerika maupun Perancis. Meskipun waktu itu tampaknya sepele, kini tampak jelas betapa Revolusi Industri itu seakan digariskan mempunyai makna jauh lebih penting untuk peri kehidupan manusia ketimbang arti penting revolusi politik. James Watt, oleh sebab itu tergolong salah seorang yang punya pengaruh penting dalam sejarah. (sumber : biografiku.com)

Download: 150531222102Uho.png

«Kembali

James Watt (1736-1819) adalah seorang penemu, insinyur mesin, dan ahli kimia dari Skotlandia yang terkenal berkat mesin uap modern. Ketahui selengkapnya di sini!

Hi, guys! Kali ini gue mau bahas seorang saintis yang punya peran besar terhadap kemajuan zaman hingga seperti sekarang. Ia adalah James Watt, seorang penemu, insinyur mesin dan ahli kimia dari Skotlandia. Pekerjaan James Watt pada mesin uap berkontribusi besar bagi dunia dan menjadi awal gerakkan revolusi industri di Inggris Raya. James Watt juga terpilih sebagai anggota Royal Society of London pada tahun 1785.

Berawal dari ketertarikannya pada mesin uap yang ia rasa terlalu boros energi dan cepat panas, Watt pun melakukan perubahan berupa perbaikan sederhana pada desain dengan kondensor terpisah untuk membuang energi panas dan secara radikal meningkatkan daya, efisiensi, dan efektivitas biaya.

Selama bertahun-tahun, James Watt meningkatkan desain mesinnya dengan berbagai perubahan dan perbaikan. Meskipun sempat mengalami kesulitan finansial, ia akhirnya berhasil setelah bekerja sama dengan Matthew Boulton pada 1775. Perusahaan Boulton dan Watt menjadi menjadi sangat sukses. Watt terus mengembangkan penemuan baru hingga akhir hayatnya di umur 83 tahun. 

Yuk, kita bahas lebih tokoh tersebut di bawah ini, ya, Sobat Zen!

Kehidupan Awal

James Watt lahir pada 19 Januari 1736 di Greenock, Renfrewshire, Skotlandia. Ayahnya merupakan bendahara dan hakim Greenock, sementara ibunya berasal dari keluarga terpandang. Kakeknya, Thomas Watt, adalah seorang guru matematika dan bailee di Baron of Cartsburn. Keluarga Watt juga menjalankan bisnis berupa bengkel kapal dan pembangunan rumah. Menariknya, meskipun dibesarkan oleh keluarga yang religius, James Watt justru seorang penganut kepercayaan deisme.

Semasa kecil, Watt sering migrain berat yang membuatnya tidak bisa bersekolah secara teratur. Ibunya lah yang mengajari cara membaca, sementara ayahnya mengajari cara berhitung dan menulis. Watt kemudian masuk ke sekolah tata bahasa, di mana dia belajar bahasa Latin, Yunani, dan matematika. 

Bahasa Latin dan Yunani tampaknya tidak terlalu menarik perhatian James Watt, ia justru lebih menunjukkan keterampilan motorik, teknik, dan bakat matematika yang luar biasa. Watt sering menghabiskan waktu luang di bengkel sang ayah, membuat berbagai macam alat, meja atau bangku. Seakan sudah menjadi bakatnya, Watt mudah sekali akrab dengan peralatan dan juga instrumen kapal. 

Masa-Masa Sulit

Bisnis keluarga Watt di bidang produksi kapal merosot jauh, hingga James Watt harus belajar berdagang untuk bertahan hidup. Tidak sampai di situ, ibunya pun meninggal dunia pada usianya ke 17 tahun (1753). 

Pada tahun 1754, James Watt pergi ke Glasgow. Salah seorang kerabat mengenalkannya pada Robert Dick. Robert menyarankan Wat untuk mengasah keterampilannya dengan magang di perusahaan di London. Pada musim panas 1755, ia pun berangkat London dengan menunggang kuda selama dua belas hari. 

Berbekal keterampilan yang diajarkan ayah dan kakeknya, James Watt berhasil membuat timbangan kuningan dan penggaris paralel. Pada musim panas 1755, ia bertemu John Morgan. Morgan setuju untuk  mengajarinya seni membuat alat dan membayarnya, meskipun dengan harga murah. 

Tidak ingin menyia-nyiakan kesempatan, James Watt bekerja selama berjam-jam setiap hari hingga menyebabkan kesehatannya menurun. Meski dalam kondisi kesehatan yang menurun, Watt tetap menunjukkan kinerja yang lebih unggul dibandingkan rekan magangnya yang lain dan mampu menyelesaikan masa jabatannya dalam satu tahun, yang biasanya diperpanjang hingga tujuh tahun.

Sayangnya, Watt tidak menyelesaikan masa kontrak kerjanya (tujuh tahun) karena ia menganggap bahwa ia telah cukup belajar dan “bekerja sebaik kebanyakan pekerja harian.” Kemudian, ia memutuskan untuk kembali ke Glasgow. Keputusan itu membuat sertifikasinya diblokir oleh Glasgow Guild of Hammermen karena dia tidak menyelesaikan setidaknya tujuh tahun sebagai pemagang. 

Tidak hanya itu, Watt juga kesulitan saat membuka bisnisnya sendiri di Glasgow (1756). Sebagai pendatang, bisnis Watt ditentang keras oleh pedagang lokal karena dia adalah orang luar bagi mereka setelah dilatih di London. Orang-orang tidak mengakui sertifikasi dan pelatihannya 

Awal Kebangkitan

Pada 1757, berkat bantuan dari teman-temannya di Universitas Glasgow, James Watt membuka toko di area kampus dan ditunjuk sebagai pembuat alat yang berhubungan dengan matematika untuk Universitas. 

Pada 1758, Watt bekerja sama dengan John Craig, seorang pengusaha yang membantunya membuka toko di Glasgow. Kerja sama ini berlangsung selama enam tahun, mereka juga mempekerjakan enam belas pekerja. Craig meninggal pada 1765. Salah satu karyawan mereka, Alex Gardner, mengambil alih bisnis tersebut dan bertahan hingga abad ke-20.

Momen penting dalam hidup James Watt dimulai pada tahun 1763. Seorang profesor bernama John Robinson memperhatikan mesin uap Newcomen yang tidak berfungsi dengan baik. Mesin ini diciptakan oleh insinyur Inggris, Thomas Savery, dan diperbarui oleh Thomas Newcomen. Universitas meminta Watt untuk memperbaiki salah satu mesin uap Newcomen mereka. Kesempatan ini sangat menantang kreativitas dan pengetahuan ilmiahnya. 

James Watt melihat kesempatan ini sebagai potensi besar yang menguntungkan. Namun, sebagian besar literatur ilmiah ditulis dalam bahasa Prancis dan Italia. Tidak menyerah, Watt justru belajar bahasa Jerman dan Italia agar bisa membaca lebih banyak literatur ilmiah. Setelah melakukan studi selama dua tahun, Watt menemukan cara unik untuk memodifikasi mesin guna meningkatkan kinerja yang menuntunnya pada penemuan mesin uap modern. 

Pada 1766, kesulitan finansial membuat Watt bekerja menjadi surveyor tanah. Selama delapan tahun hidupnya juga dihabiskan untuk menandai rute kanal-kanal di Skotlandia. Karena hal itu, pengerjaan mesin uapnya pun tidak mengalami kemajuan.

Eksperimen uap berikutnya mengungkapkan teori panas laten. Melalui teori itu, meningkatkan kekuatan mesin uap lima kali lipat. Penemu dari teori itu adalah Joseph Black yang merupakan profesor di Universitas Glasgow. James Watt dan Joseph Black pun menjadi rekanan. Bahkan, Black memberi dukungan akademis dan finansial untuk Watt.

Fakta bahwa penemuannya dianggap sebagai pencapaian besar dan menggerakkan terjadinya revolusi industri, ternyata tidak berguna banyak bagi James Watt. Dia bangkrut dan terlilit banyak hutang. Joseph Black memperkenalkannya kepada penemu Inggris, John Roebuck. Roebuck pun membiayai penelitian Watt untuk membuat model kerja dan melunasi hutang Watt dengan imbalan dua pertiga kepemilikan dari penemuan Watt.

Pada 1768, John Roebuck mendesaknya untuk membuat mesin uap modern. Tahun berikutnya Watt mengeluarkan hak paten “Metode Penemuan Baru untuk Mengurangi Konsumsi Uap dan Bahan Bakar di Mesin Pemadam Kebakaran“. Sayangnya, Roebuck bangkrut pada 1772 karena pertambangannya tergenang air. Sekali lagi, Watt kembali mengalami masa yang suram.

Di masa itulah Watt bertemu dengan Matthew Boulton, seorang pengusaha yang berbasis di Birmingham. Matthew Boulton mengambil alih saham Roebuck dalam hak paten Watt. Boutlon memiliki akses ke alat bor presisi dan instrumen yang dibutuhkan Watt. Ia pun bekerja di Birmingham pada Mei 1774. 

Boulton dan Watt memproduksi desain mesin uapnya. Pembeli pertama mereka berasal dari bisnis pertambangan yang dengan senang hati membayar untuk mesin yang hanya menggunakan sepertiga dari batu bara yang dibutuhkan oleh model Newcomen.

Sejak itu, Watt tidak pernah berhenti meningkatkan cara kerja mesin uap melalui ide-ide revolusioner dan pemikiran inventifnya. Meskipun bergerak sebagai otak bisnis, Boulton juga mengusulkan potensi lain pada Watt. Dia memberikan ide mengenai mesin yang bisa menggiling, menenun dan banyak lagi. 

Mesin Uap Modern

Dari tahun 1763 hingga 1765, Watt menyelidiki mesin Newcomen dan menemukan celah yang perlu diperbaiki agar mesin berfungsi dengan baik. Dia menyarankan kondensor terpisah dari mesin, uap dari mesin dikumpulkan untuk kondensasi yang mencegah hilangnya panas laten dan meningkatkan efisiensi kerja.

Watt menyadari kesalahan terbesar mesin uap Newcomen terdapat pada pemborosan bahan bakar karena kecepatan hilangnya panas laten. Penggunaan batu bara tidak sebanding dengan daya yang dihasilkan oleh uap tersebut. Pada mesin Newcomen, semburan uap dan air dingin secara bergantian disuntikkan ke dalam silinder yang sama. 

Setiap gerakan naik turun piston, dinding silinder secara bergantian dipanaskan, lalu didinginkan. Setiap kali uap memasuki silinder, ia terus mengembun sampai silinder didinginkan kembali ke suhu kerjanya oleh pancaran air dingin. Akibatnya, sebagian daya potensial dari panas uap hilang dengan siklus piston.

Watt menawarkan solusi dengan menambahkan kondensor, di mana kondensasi uap terjadi. Karena ruang kondensasi terpisah dari silinder kerja yang berisi piston, kondensasi terjadi dengan sedikit kehilangan panas dari silinder. Ruang kondensor tetap dingin, sementara silinder tetap panas setiap saat.

Pada mesin uap modern Watt, uap ditarik ke dalam silinder daya di bawah piston dari boiler. Saat piston mencapai bagian atas silinder, katup masuk yang memungkinkan uap masuk ke silinder menutup di saat yang bersamaan dengan katup yang memungkinkan uap keluar ke kondensor terbuka. 

Tekanan yang lebih rendah di kondensor menarik uap, kemudian didinginkan dan dikondensasi dari uap air menjadi air cair. Proses kondensasi ini mempertahankan vakum parsial konstan di kondensor, yang dialirkan ke silinder melalui tabung penghubung. Tekanan eksternal yang tinggi mendorong piston kembali ke bawah silinder untuk menyelesaikan langkah tenaga.

Memisahkan silinder dan kondensor menghilangkan panas yang mengganggu mesin Newcomen. Hal ini memungkinkan mesin uap Watt untuk menghasilkan “tenaga kuda” yang sama sambil membakar 60% lebih sedikit batu bara. Penghematan memungkinkan mesin Watt untuk digunakan tidak hanya di tambang, tetapi di mana pun daya dibutuhkan.

Boulton menyarankan Watt untuk menciptakan beberapa bentuk gerak putar pada mesin uapnya. Idenya adalah untuk menggantikan tindakan reciprocating yang asli. Pada 1781, dia berhasil melakukannya dan menyebutnya sebagai “roda gigi matahari dan planet” yang memberikan gerakan dengan poros yang menghasilkan dua putaran untuk setiap siklus mesin.

Watt mematenkannya pada 1781, dan lokomotif uap pada tahun 1784. Keduanya memiliki klaim kuat oleh Murdoch. Meskipun begitu, Murdoch tidak pernah menggugat paten, ia tetap menjadi karyawan Boulton dan Watt.

Sejak itu, perusahaan Boulton dan Watt mampu memproduksi berbagai mesin. Inovasi dan paten pun dikeluarkan untuk mesin menenun, menggiling, dan banyak mesin lainnya. Mesin uap modern mulai digunakan untuk transportasi darat dan air. Bengkel Boulton dan Watt menjadi bagian penting dari hampir setiap penemuan besar dalam sejara tenaga uap.

Watt berhasil mengubah mesin Newcomen yang tidak berubah selama 50 tahun. Apa yang dilakukannya ini bahkan menjadi penggerak revolusi industri dan mengubah dunia kerja. Selain itu, mesin uap modern Watt yang digunakan pada lokomotif dan kapal uap juga bagian dari revolusi di bidang transportasi.

Di bidang sains murni, mesin uap Watt memusatkan perhatian pada proses mengubah panas menjadi kerja mekanis. Kemudian, hal ini menginspirasi makalah inovatif Sadi Carnot tentang efisiensi mesin panas yang mengarah pada pengembangan bidang fisika atau dikenal sebagai termodinamika.

Kehidupan Pribadi, Masa Pensiun, dan Warisan

Membahas James Watt tidak akan lengkap tanpa mengulik kehidupan pribadinya hingga masa pensiun. Watt menikahi Margaret Miller pada 1764, dan memiliki lima anak. Sayangnya, Margaret Miller meninggal saat melahirkan (1772). Watt menikah lagi di 1777 dengan Ann Macgregor, putri seorang pembuat pewarna Glasgow. Mereka memiliki dua anak, yang meninggal di usia muda.

Watt pensiun di usia 64 tahun (1800). Berkat hak patennya selama 25 tahun, Watt hidup berkecukupan dan menjadi  pemimpin pencerahan teknologi di Inggris. Setelah patennya kadaluarsa, Watt dan Boulton mewariskan kerja sama mereka pada putra mereka, yaitu James Watt Junior dan Matthew Robinson Boulton. Mengikuti jejak sang ayah, keduanya sukses melanjutkan warisan itu. 

Watt tetap melanjutkan penelitian di masa pensiunnya. Dia mematenkan mesin fotokopi, mesin kerja ganda, mesin putar, dan indikator tekanan uap. Mesin putar dinilai sangat penting, karena gerakkan roda lebih sederhana daripada gerakan memompa naik-turun dari mesin sebelumnya.

Pada 1806, Universitas Glasgow menganugerahi James Watt gelar Doktor Kehormatan Hukum oleh. Di tahun 1814, ia ditawarkan gelar baronet dari Akademi Ilmu Pengetahuan Prancis, tetapi ia menolak. James Watt meninggal pada 19 Agustus 1819 di Heathfield, Inggris, di usia 83 tahun. Ia dimakamkan berdampingan dengan mitra bisnisnya selama  hidup, Matthew Boulton.

Meski telah tiada, penemuan James Watt yang mendorong kehidupan modern tetap ada, bahkan masih terpakai hingga saat ini. Tidak hanya penemuan secara fisik, namanya pun melekat pada jalan, museum, dan sekolah. Kisah James Watt sendiri telah menginspirasi buku, film, dan karya seni, termasuk patung di Piccadilly Gardens dan Katedral St. Paul.

Pada tahun 1882, namanya (watt) digunakan untuk menamai unit pengukuran daya listrik dan mekanik. Konferensi Umum ke-11 (1960) tentang Berat dan Ukuran memasukkan ‘watt’ sebagai satuan daya dalam Sistem Satuan Internasional. Hingga hari ini, namanya menyala di setiap bola lampu yang ada di dunia. 

Nah, seperti itu kisah dari sosok James Watt, guys. Dengan penemuannya, industri-industri baru mulai melepaskan karbon dioksida dalam jumlah yang lebih besar ke atmosfer daripada sebelumnya. Ini menunjukkan dimulainya sebuah era baru dan tren ini berlanjut hingga hari ini.

Update terus blog Zenius untuk mengetahui biografi dari tokoh-tokoh lainnya, ya, guys. Jangan lupa juga untuk terus ikuti keseruan lainnya dari Zenius di YouTube! Sampai jumpa!

Baca Artikel Lainnya

Louis Pasteur

Alexander Fleming

Johannes Kepler