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¿Qué tan común era viajar antes de la invención de la máquina de vapor?


Leí en algún lugar que, antes de la invención de los trenes, la gente rara vez viajaba, y era común que nunca abandonaran sus ciudades de origen o se alejaran hasta 20 millas de ellas (existe la famosa historia de que Immanuel Kant nunca abandonó su ciudad natal , y murió el mismo año en que se construyó la primera locomotora de vapor de ferrocarril en funcionamiento a gran escala, aunque eso podría no estar relacionado). Pero la fuente no especificó si eso se aplicaba a todos o solo a agricultores y siervos. ¿Viajaban los habitantes de la ciudad? Además, después de la invención de los trenes y la construcción generalizada de rieles, ¿cuánto tiempo tomó para que viajar se considerara "común"?


La gente, incluso la gente común, viajaba cuando lo necesitaba. Por lo general, como resultado de la guerra, el hambre o la persecución. La "Gran Migración" es sólo uno de estos eventos bastante bien documentado.

La 'Gran Migración' 1629-40 vio a 80.000 personas salir de Inglaterra, aproximadamente 20.000 emigraron a cada uno de los cuatro destinos: Irlanda, Nueva Inglaterra, [4] las Indias Occidentales y los Países Bajos.

La colonización como objetivo animó a las personas que se remontan a los romanos a echar raíces y asentarse en nuevas ubicaciones. Dentro de la historia de los Estados Unidos, el rastro de Oregón y la expansión general hacia el oeste hacia nuevos territorios en busca de esa vida mejor y las tierras de 'leche y miel'.


Comerciantes, soldados, funcionarios. Si limitamos las cosas a Europa, esas son las únicas personas que viajaron una gran distancia.

Tomándolos a su vez, viajar por mar te llevó más lejos, y fueron los comerciantes quienes más hicieron esto. Las guerras generalmente ocurrían entre países vecinos o dentro de un país, por lo que los soldados generalmente no viajaban mucho, aunque ocasionalmente tenían que recorrer largas distancias. Los funcionarios pueden tener que viajar dentro de un país para evaluar impuestos y similares, u ocasionalmente (rara vez) en misiones diplomáticas en países extranjeros.

Entonces, todos los que no eran uno de estos no viajaban mucho. Debería averiguar la proporción de personas que no eran comerciantes, soldados ni funcionarios. Será la mayoría de la gente.

Los jornaleros errantes, los frailes y los ladrones tendrían que moverse bastante. Por lo general, se quedarían dentro de un área, pero su vida implicaría caminar mucho.


Incluso después de la invención de la máquina de vapor, la mayoría de la gente nunca viajó. Depende del país, por supuesto. Pero en países como Rusia, Turquía o China, incluso a principios del siglo XX, la mayoría de las personas eran campesinos y no viajaban largas distancias. Los viajes masivos se desarrollaron en el siglo XX. Hasta principios del siglo XX, la forma más común de que un campesino "viera el mundo" era servir en el ejército o la marina.


Si te refieres a la gente común, probablemente tenga razón. El único medio de transporte, además de caminar, era a caballo o en mula y en bote, y estos no eran baratos.


Máquina de vapor

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Máquina de vapor, máquina que utiliza energía de vapor para realizar trabajos mecánicos a través de la agencia de calor.

A continuación se presenta un breve tratamiento de las máquinas de vapor. Para el tratamiento completo de la producción y potencia de vapor y de motores y turbinas de vapor, ver Conversión de energía: Máquinas de vapor.

En una máquina de vapor, el vapor caliente, generalmente suministrado por una caldera, se expande bajo presión y parte de la energía térmica se convierte en trabajo. Se puede permitir que escape el resto del calor o, para máxima eficiencia del motor, se puede condensar el vapor en un aparato separado, un condensador, a temperatura y presión comparativamente bajas. Para una alta eficiencia, el vapor debe caer a través de un amplio rango de temperatura como consecuencia de su expansión dentro del motor. El rendimiento más eficiente, es decir, la mayor producción de trabajo en relación con el calor suministrado, se asegura mediante el uso de una temperatura de condensador baja y una presión de caldera alta. El vapor se puede calentar aún más haciéndolo pasar a través de un sobrecalentador en su camino desde la caldera hasta el motor. Un sobrecalentador común es un grupo de tuberías paralelas con sus superficies expuestas a los gases calientes en el horno de la caldera. Por medio de sobrecalentadores, el vapor se puede calentar más allá de la temperatura a la que se produce al hervir el agua.

En un motor alternativo, el tipo de motor de vapor de pistón y cilindro, el vapor a presión es admitido en el cilindro por un mecanismo de válvula. A medida que el vapor se expande, empuja el pistón, que generalmente está conectado a una manivela en un volante para producir un movimiento giratorio. En el motor de doble efecto, el vapor de la caldera se admite alternativamente a cada lado del pistón. En una máquina de vapor simple, la expansión del vapor tiene lugar en un solo cilindro, mientras que en la máquina compuesta hay dos o más cilindros de tamaño creciente para una mayor expansión del vapor y una mayor eficiencia. vapor a alta presión y el segundo por el vapor a baja presión que sale del primero.

En la turbina de vapor, el vapor se descarga a alta velocidad a través de boquillas y luego fluye a través de una serie de palas estacionarias y móviles, lo que hace que un rotor se mueva a altas velocidades. Las turbinas de vapor son más compactas y generalmente permiten temperaturas más altas y mayores relaciones de expansión que las máquinas de vapor recíprocas. La turbina es el medio universal utilizado para generar grandes cantidades de energía eléctrica con vapor.

Las primeras máquinas de vapor fueron las novedades científicas de Hero of Alexandria en el siglo I d.C., como el aeolipile, pero no fue hasta el siglo XVII que se intentó aprovechar el vapor con fines prácticos. En 1698, Thomas Savery patentó una bomba con válvulas manuales para extraer agua de las minas mediante la succión producida por la condensación de vapor. Aproximadamente en 1712, otro inglés, Thomas Newcomen, desarrolló una máquina de vapor más eficiente con un pistón que separaba el vapor de condensación del agua. En 1765 James Watt mejoró enormemente el motor Newcomen al agregar un condensador separado para evitar calentar y enfriar el cilindro con cada carrera. Luego, Watt desarrolló un nuevo motor que hacía girar un eje en lugar de proporcionar el simple movimiento hacia arriba y hacia abajo de la bomba, y agregó muchas otras mejoras para producir una planta de energía práctica.

Nicholas-Joseph Cugnot construyó en Francia un pesado vagón de vapor para las carreteras ya en 1769. Richard Trevithick en Inglaterra fue el primero en utilizar un vagón de vapor en una vía férrea en 1803 construyó una locomotora de vapor que en febrero de 1804 tuvo éxito. en una ruta en coche de caballos en Gales. La adaptación de la máquina de vapor a los ferrocarriles se convirtió en un éxito comercial con la Cohete del ingeniero inglés George Stephenson en 1829. El primer barco de vapor práctico fue el remolcador Charlotte Dundas, construido por William Symington y probado en el canal Forth and Clyde, Escocia, en 1802. Robert Fulton aplicó la máquina de vapor a un barco de pasajeros en los Estados Unidos en 1807.

Aunque la máquina de vapor dio paso al motor de combustión interna como medio de propulsión de vehículos, el interés en él revivió en la segunda mitad del siglo XX debido a los crecientes problemas de contaminación del aire causados ​​por la quema de combustibles fósiles en los motores de combustión interna. .

Los editores de Encyclopaedia Britannica Este artículo fue revisado y actualizado por última vez por Adam Augustyn, editor en jefe, contenido de referencia.


¿Qué sucedió antes del Expreso de Hogwarts?

El Expreso de Hogwarts ha sido objeto de varios ensayos que exploran su naturaleza y función. Como se ha señalado de manera plausible en otra parte de este sitio, no es realmente una máquina de vapor, sino más bien un dispositivo de transporte mágico que imita un equivalente muggle en forma y función externas. Esto es consistente con la tendencia general en la "tecnología" de los magos, que parece adaptarse a las normas muggles contemporáneas (o casi contemporáneas) y, en cierto sentido, progresar a un nivel creciente de sofisticación con el tiempo. La historia del palo de escoba descrita en Quidditch a través de las edades demuestra claramente que, si bien el desarrollo de dispositivos mágicos puede no ser exactamente paralelo al progreso científico muggle, ciertamente ha sido significativo a lo largo de la historia registrada.

Lo que lleva a una pregunta interesante: ¿cómo llegaron los estudiantes a Hogwarts antes de la invención de la máquina de vapor?

La locomoción a vapor y los ferrocarriles no estuvieron bien establecidos hasta el siglo XIX. Como superpotencia industrial, Gran Bretaña fue uno de los primeros líderes en locomoción a vapor con 6.600 millas de vías en 1850, pero incluso Gran Bretaña tenía unas pocas cosas preciosas apenas cincuenta años antes. El Expreso de Hogwarts parece corresponder en forma a la edad de oro de mediados a finales del siglo XIX. Pero, ¿qué era antes, si acaso?

El problema no es meramente de forma: simplemente no existía un transporte masivo equivalente a la máquina de vapor antes del siglo XIX. Los magos ciertamente tenían otros medios de transporte, pero la mayoría de los estudiantes no pueden aparecer y eso está implícito (por Ron en Cámara de los Secretos) que muchos adultos no pueden o prefieren no aparecer con otras personas. Esto deja a los estudiantes con polvo flú y palos de escoba, ambos medios de transporte viables. Pero estos son modos de transporte individuales, ¿por qué Hogwarts haría la transición al sistema de transporte central del tren?

Se podría argumentar que las escobas se volvieron menos viables con el tiempo a medida que aumentaba la preocupación por el secreto (con el Estatuto Internacional del Secreto de 1692) y la sociedad muggle se expandía. Sin embargo, se ha señalado en otra parte que debe haber alguna razón por la cual los estudiantes de toda Gran Bretaña deben presentarse en Londres para llegar a Hogwarts. Cualquiera que sea esta razón, para proporcionar una experiencia común a los estudiantes, para controlar la llegada de los estudiantes, incluso la geometría mágica no canónica, es probable que existiera alguna experiencia equivalente antes del tren.

Los posibles candidatos incluyen los otros dos sistemas de transporte involucrados en llegar a Hogwarts: los carruajes sin caballos y los botes. Quizás, antes del inicio del Express, los estudiantes viajaron a la escuela en los vagones desde Londres. Esto, por supuesto, sería todo un espectáculo, pero presumiblemente no más que una máquina de vapor escarlata, que logra mantenerse fuera de la vista lo suficientemente bien mientras cruza la mayor parte de Gran Bretaña.

Sin embargo, de acuerdo con la tendencia de los magos a duplicar las formas muggles, no es probable que los carruajes se hubieran reunido en un solo lugar en Londres, ya que el transporte muggle no habría tomado esta forma. Quizás los carruajes partieron en varios puntos de la isla, uniéndose a una procesión cada vez más larga a medida que avanzaba por Gran Bretaña. Aunque es completamente hipotético, este sistema parece el medio más probable de transportar a los estudiantes en masa de una manera consistente con la tecnología muggle contemporánea para que lleguen a tiempo a Hogwarts a través de una experiencia de transporte comunal.

Si bien el tren, como muchos aspectos de la pseudotecnología mágica, parece de forma estática, uno no puede evitar preguntarse qué forma tomará en los próximos años. La tecnología de los magos parece sistemáticamente pintoresca, pero no irreconocible, por lo que, en general, parece no tener más de 100 años obsoleta en su forma. Quizás las generaciones futuras viajarán en un Hogwarts Express "clásico" que imita un motor diesel, o incluso un tren bala. La bruja con el carrito de bocadillos probablemente seguirá recorriendo los pasillos sin importar la forma que adopte el tren.


2 Cambios en la sociedad

La invención de una máquina de vapor práctica tuvo un efecto inmediato en el empleo, primero en Gran Bretaña y luego en todo el mundo. Inglaterra tenía enormes recursos naturales de carbón que podían alimentar motores de vapor, y esto impulsó la creación de molinos y fábricas que producían los bienes que la gente había estado creando a mano. Los barcos y trenes propulsados ​​por vapor transportaban bienes manufacturados y personas de un lugar a otro de manera rápida y eficiente. La sociedad occidental, que había sido agraria durante mucho tiempo, comenzó a centrarse en las ciudades cuando los trabajadores que habían trabajado en industrias artesanales o en granjas se mudaron allí en busca de trabajo.


Mucho antes de la invención de la máquina de vapor o las ruedas giratorias, fue una invención humana que revolucionó los antiguos medios de comercio, transporte y guerra. herraduras.

De hecho, la invención del herradura vino de la necesidad. Aproximadamente al mismo tiempo que los humanos descubrieron la domesticación de los caballos, inmediatamente comprendieron la necesidad de proteger los pies de los caballos. El objetivo era aprovechar al máximo su viaje.

Las primeras formas de herraduras se puede encontrar ya en el año 400 a. C. Los materiales utilizados variaron desde plantas, cuero crudo y correas de cuero a las que los romanos denominaron "hipopótamos". En la antigua Asia, los jinetes equipaban a sus caballos con herraduras hechas de plantas tejidas. Los zapatos no eran solo para protección, sino también para aliviar las lesiones existentes que el caballo podría haber sufrido en sus actividades.

En varias partes del norte de Europa, conocidas por su clima frío y húmedo, a los caballos les resultó difícil apoyarse en el terreno. Esto dio origen al oficio de clavar zapatos de metal alrededor de los siglos VI y VII.

Estas piezas de evidencia arqueológica encontradas en todo el mundo señalan el hecho de que las civilizaciones antiguas eran conscientes de la necesidad de equipar los cascos de sus caballos con algún tipo de equipo de protección. Estos prototipos de engranajes para el pie se convirtieron en los precursores de los zapatos modernos que se utilizan hoy en día para proteger los cascos de los equinos.

La invención de la herradura provienen de animales de trabajo, como los caballos, que están expuestos a condiciones duras a diario que provocan roturas o daños excesivos en sus cascos. Al proporcionar suficiente protección contra objetos afilados en el suelo y el estrés constante de viajar cientos de millas todos los días, los caballos se volvieron más utilizables durante períodos de tiempo más largos.

Otra razón por la que la invención de herraduras convertido en un momento crucial en la historia es el hecho de que los caballos equipados con calzado protector corren más rápido en comparación con los caballos en la naturaleza. Por ejemplo, herraduras de aluminio De hecho, se ha demostrado que aligeran el peso de mover las patas de los caballos. Protegen los pies de roturas y permiten que el caballo se mueva unos segundos más rápido, lo que puede marcar la diferencia entre ganar y perder en una carrera de caballos.

La historia de herraduras Es una narrativa un poco complicada, ya que a los historiadores les resulta difícil ponerse de acuerdo en varios relatos cuando comenzó la herradura. Hierro fundido herraduras son particularmente difíciles de fechar, especialmente cuando dichos materiales generalmente se reutilizaron para crear armas y otras formas de artesanía de metal.

Esto resultó en que los hallazgos arqueológicos se volvieran tan escasos que el comienzo de tal práctica se volvió difícil de probar. Incluso la historia de la domesticación de los caballos es un tema delicado. El consenso actual es que los caballos se montaron por primera vez alrededor del 3500 a. C.

Alrededor del 2500 a. C., los caballos de guerra normalmente atados a carros se usaban ampliamente en la guerra, y los caballos debían estar equipados con algún tipo de calzado protector hecho de cuero. De todos modos, la práctica de la herradura se generalizó durante el año 1000 d.C., principalmente en Europa. Los zapatos estaban hechos de aleaciones de bronce ligero caracterizadas por una estructura de forma festoneada y seis orificios para clavos.

Con el tiempo, los zapatos con forma de vieira desaparecieron gradualmente. Se agregaron dos orificios para clavos en el diseño. Esto resultó en una estructura más ancha y pesada. En el siglo XIV, herraduras se convirtió en un bien común. Comenzó a venderse en grandes cantidades en la Europa medieval. Los zapatos especializados fueron diseñados para caballos utilizados en diferentes situaciones como comercio, transporte o guerra.

No fue hasta los albores de la Revolución Industrial que herradura la producción alcanzó su punto máximo. El siglo XIX vio la aparición de máquinas capaces de producir en masa herraduras eso dio una gran ventaja en la guerra. Y en 1835, se patentó una máquina de fabricación de herraduras por primera vez en los Estados Unidos. La máquina era capaz de producir 60 zapatos por hora.

Durante la Guerra Civil estadounidense, la producción de herraduras resultó ser una ventaja significativa para la victoria de los ejércitos del Norte, ya que adquirieron una máquina para producir herraduras. Los caballos debidamente equipados con equipo de protección se desempeñaron mejor en el campo de batalla en comparación con los caballos sin herraduras. Esto llevó a la derrota de las fuerzas del sur en la década de 1860.

A principios del siglo XX, herraduras ecuestres se convirtió en un éxito comercial, debido a un mercado estable traído por la aparición de la equitación como deporte. Fue durante los Juegos Olímpicos de 1900 cuando la ecuestre se introdujo en el mundo como deporte competitivo. Una nueva era amaneció para herraduras y uso de caballos en general.

Desde entonces, se ha utilizado una amplia gama de materiales en herraduras. Pero a lo largo de la historia moderna, herraduras ecuestres se han hecho en gran parte de acero y aluminio.

Herraduras Se ha descubierto que los zapatos hechos de acero son más duraderos y más baratos en comparación con los zapatos de aluminio. Con la aparición de la equitación como deporte y las carreras de caballos surgió la necesidad de herraduras ecuestres que eran más ligeros. Estos permitían que los caballos se movieran más rápido al tiempo que proporcionaban suficiente protección contra la rotura de los cascos.

Un estudio reciente publicado en el Journal of Equine Veterinary Science observó caballos con herraduras de acero y aluminio. El estudio señaló que los caballos que usaban herraduras de acero (con un peso 2,5 veces más pesado que el aluminio) generalmente demostraban una mayor flexión en las articulaciones de la parte inferior de las piernas, así como una mejor animación al trote. Por otro lado, los caballos que llevan aluminio herraduras demostró acción en la parte inferior de la rodilla y vuelo de la pezuña.

La importancia de este hallazgo radica en el hecho de que poner mayor peso en las patas de los caballos (a través de materiales de herradura más pesados ​​como el acero) da como resultado arcos de vuelo más altos para el casco y una mayor flexión.

Esto tiene sentido cuando se considera el uso de caballos: los caballos usados ​​en equitación estarían mejor con herraduras de aluminio ya que el material permite una mayor acción de barrido. Por otro lado, los caballos utilizados en eventos de rendimiento estarían mejor usando herraduras de acero. Sin embargo, el estudio no pudo demostrar que ninguno de los tipos de materiales del calzado afectara significativamente la longitud de la zancada y la suspensión.

De hecho, la historia de la herradura ha recorrido grandes distancias. Demuestra el alcance del ingenio humano y demuestra que la necesidad es la madre de toda invención.


La historia de la máquina de vapor

Treinta años después de que James Watt inventara la máquina de vapor, se construyó la primera máquina de ferrocarril. Originalmente se usó para extraer carbón en distancias cortas. En 1829, hubo un concurso para construir algo más útil. El ganador fue George Stephenson & # x27s Rocket, que podía tirar de trenes de pasajeros a 50 km por hora. El Reino Unido se convirtió en el centro de la industria de la construcción de trenes, enviando motores a todo el mundo. Antes del desarrollo del tren de vapor, se tardaban 12 días en viajar entre Edimburgo y Londres a caballo. El Flying Scotsman tardó solo 8 horas en recorrer la misma distancia.

Los niños pueden utilizar el clip del tren de vapor como estímulo para investigar con más detalle el papel de Gran Bretaña en la historia de la locomotora de vapor. Pueden entrevistar a un entusiasta local, visitar un museo ferroviario o utilizar otras fuentes de información para hacer esto. Los niños pueden considerar las diferencias en la vida de las personas que viven al lado del ferrocarril con estos trenes de pasajeros de mayor velocidad y mayor distancia. Los niños pueden investigar las posibilidades que esto abre a la industria y las rutas comerciales. También podrían averiguar para qué se siguen utilizando los trenes en la actualidad y comparar los avances tecnológicos.


¿Cómo hizo la vida más fácil la máquina de vapor?

La invención de la máquina de vapor facilitó la vida porque mejoró los métodos de transporte, ayudó al desarrollo de la industria y abrió nuevas oportunidades para una clase media emergente. A la máquina de vapor se le atribuye el desencadenamiento de la revolución industrial.

La máquina de vapor fue la base para la rápida expansión del sistema ferroviario, acelerando el transporte de personas y mercancías. La distribución de bienes se volvió más confiable y los comerciantes pudieron hacer pedidos de bienes sabiendo que llegarían cuando se les prometiera venderlos a los clientes que esperaban.

El motor también presentó a las personas las posibilidades de viajar tanto en tren como en barco, haciéndolo rápido y asequible. También impulsó el desarrollo de procesos de fabricación más eficientes, lo que redujo el costo de los bienes, haciéndolos más accesibles y asequibles. Además de mejorar la eficiencia de fabricación, también ahorró en costos de carbón, lo que lo convierte no solo en un invento que ahorra dinero, sino que también es respetuoso con el medio ambiente.

El motor también inspiró una industria completamente nueva de fabricación de herramientas, ya que su construcción requirió muchas máquinas nuevas. Aunque el trabajo en la manufactura fue difícil y a menudo brutal, el alejamiento del trabajo agrícola trasladó a los trabajadores a áreas urbanas donde aprendieron nuevas habilidades y tuvieron la oportunidad de obtener una educación, engendrando lo que se convertiría en la clase media.


Boulton y Watt

La máquina de vapor de Boulton y Watt llevó a reemplazar la rueda hidráulica y los caballos como las principales fuentes de energía para la industria británica, liberándola así de las limitaciones geográficas y convirtiéndose en uno de los principales impulsores de la Revolución Industrial.

Objetivos de aprendizaje

Reconozca por qué la máquina de vapor Boulton y Watt & # 8217s lograron un éxito generalizado

Conclusiones clave

Puntos clave

  • En 1763, a James Watt, un fabricante de instrumentos de la Universidad de Glasgow, se le asignó el trabajo de reparar un motor modelo Newcomen (basado en un diseño anterior del motor Savery) y notó lo ineficiente que era. En 1765, Watt concibió la idea de equipar el motor con una cámara de condensación separada, a la que llamó condensador. Debido a que el condensador y el cilindro de trabajo estaban separados, se produjo condensación sin una pérdida significativa de calor del cilindro. Esta invención mejoró dramáticamente la eficiencia del motor.
  • La siguiente mejora de Watt & # 8217 al diseño de Newcomen fue sellar la parte superior del cilindro y rodear el cilindro con una chaqueta. El vapor pasaba a través de la camisa antes de ser admitido por debajo del pistón, manteniendo el pistón y el cilindro calientes para evitar la condensación en su interior. Estas mejoras llevaron a la versión completamente desarrollada de 1776 que realmente entró en producción.
  • El condensador separado mostró un potencial dramático para mejoras en el motor Newcomen, pero Watt todavía estaba desanimado por problemas aparentemente insuperables antes de que se pudiera perfeccionar un motor comercializable. Fue solo después de asociarse con Matthew Boulton que esto se hizo realidad. Boulton and Watt se convirtió en una empresa de ingeniería que fue fundamental para los avances tecnológicos de la Revolución Industrial.
  • Como se desarrolló completamente, el motor Watt usó aproximadamente un 75% menos de combustible que uno similar de Newcomen. La práctica de Boulton y Watt & # 8217 era ayudar a los propietarios de minas y otros clientes a construir motores, proporcionando hombres para montarlos y piezas especializadas. Sin embargo, su principal beneficio de su patente se derivaba de cobrar una tarifa de licencia a los propietarios de motores en función del costo del combustible que ahorraban. La mayor eficiencia de combustible de sus motores significaba que eran más atractivos en áreas donde el combustible era caro.
  • Las mejoras posteriores introducidas por Watt incluyeron una disposición de válvulas que podían admitir alternativamente vapor de baja presión al cilindro y conectarse con el condensador (el pistón de doble acción) en movimiento paralelo transformando la acción del rayo en un movimiento giratorio (primero por el sol epicíclico y sistema de engranajes planetarios sugerido por un empleado William Murdoch y luego conectando la viga a una rueda mediante una manivela después de que expiraran los derechos de patente sobre el uso de la manivela), y conectando una válvula reguladora de vapor a un gobernador centrífugo para mantener una velocidad constante.
  • Estas mejoras permitieron que la máquina de vapor reemplazara la rueda hidráulica y los caballos como las principales fuentes de energía para la industria británica, liberándola de las limitaciones geográficas y permitiéndole convertirse en uno de los principales impulsores de la Revolución Industrial.

Términos clave

  • motor alternativo: Un motor térmico también conocido como motor de pistón que utiliza uno o más pistones alternativos para convertir la presión en un movimiento giratorio. Los tipos principales son el motor de combustión interna, ampliamente utilizado en los vehículos de motor, el motor de vapor, el pilar de la Revolución Industrial y el motor Stirling de aplicación de nicho.
  • movimiento paralelo: Un enlace mecánico inventado por el ingeniero escocés James Watt en 1784 para la máquina de vapor Watt de doble efecto. Permite que una varilla se mueva hacia arriba y hacia abajo para transmitir el movimiento a una viga que se mueve en un arco, sin ejercer tensión lateral sobre la varilla.
  • Boulton y Watt: Una de las primeras empresas británicas de ingeniería y fabricación en el negocio del diseño y fabricación de motores de vapor marinos y estacionarios. Fundada en las West Midlands inglesas alrededor de Birmingham en 1775 como una asociación entre el fabricante inglés Matthew Boulton y el ingeniero escocés James Watt, la empresa tuvo un papel importante en la Revolución Industrial y se convirtió en un importante productor de máquinas de vapor en el siglo XIX. .
  • condensador: Dispositivo o unidad que se utiliza para condensar una sustancia de su estado gaseoso a su estado líquido al enfriarla, lo que transfiere el calor latente de la sustancia al refrigerante del condensador. Estos dispositivos son típicamente intercambiadores de calor, que tienen varios diseños y vienen en muchos tamaños que van desde unidades bastante pequeñas (portátiles) hasta unidades de escala industrial muy grandes que se utilizan en los procesos de la planta.
  • motor atmosférico: Un motor inventado por Thomas Newcomen en 1712, a menudo denominado simplemente motor Newcomen. El motor operaba condensando vapor aspirado al cilindro, creando así un vacío parcial y permitiendo que la presión atmosférica empuje el pistón hacia el cilindro. Fue el primer dispositivo práctico para aprovechar el vapor para producir trabajo mecánico.

James Watt: Mejorando el motor Newcomen

En 1698, el diseñador mecánico inglés Thomas Savery inventó un aparato de bombeo que utilizaba vapor para extraer agua directamente de un pozo mediante un vacío creado por vapor de condensación. El aparato también se propuso para drenar minas, pero solo podía extraer fluido hasta aproximadamente 25 pies, lo que significa que tenía que ubicarse dentro de esta distancia del piso de la mina. A medida que las minas se volvían más profundas, esto a menudo resultaba poco práctico. La solución para drenar minas profundas fue encontrada por Thomas Newcomen, quien desarrolló un motor atmosférico que también funcionaba con el principio de vacío. El motor Newcomen era más potente que el motor Savery. Por primera vez, se pudo elevar el agua desde una profundidad de más de 150 pies. Sin embargo, aunque los motores Newcomen aportaron beneficios prácticos, eran ineficientes en términos de uso de energía. El sistema de enviar alternativamente chorros de vapor y luego agua fría al cilindro significaba que las paredes del cilindro se calentaban alternativamente y luego se enfriaban con cada carrera. Cada carga de vapor introducida continuaría condensándose hasta que el cilindro se acercara nuevamente a la temperatura de trabajo, por lo que en cada carrera se perdía parte del potencial del vapor.

En 1763, James Watt estaba trabajando como fabricante de instrumentos en la Universidad de Glasgow cuando se le asignó el trabajo de reparar un motor modelo Newcomen y notó lo ineficiente que era. En 1765, Watt concibió la idea de equipar el motor con una cámara de condensación separada, a la que llamó condensador. Debido a que el condensador y el cilindro de trabajo estaban separados, se produjo condensación sin una pérdida significativa de calor del cilindro. El condensador permaneció frío y por debajo de la presión atmosférica en todo momento, mientras que el cilindro permaneció caliente en todo momento. Se extrajo vapor de la caldera al cilindro debajo del pistón. Cuando el pistón alcanzó la parte superior del cilindro, la válvula de entrada de vapor se cerró y la válvula que controlaba el paso al condensador se abrió. La presión más baja del condensador, llevó el vapor al cilindro donde se enfrió y condensó de vapor de agua a agua líquida, manteniendo un vacío parcial en el condensador que se comunicaba con el espacio del cilindro por el pasaje de conexión. La presión atmosférica externa empujó el pistón hacia abajo del cilindro.

La separación del cilindro y el condensador eliminó la pérdida de calor que ocurría cuando el vapor se condensaba en el cilindro de trabajo de un motor Newcomen. Esto le dio al motor Watt una mayor eficiencia que el motor Newcomen, reduciendo la cantidad de carbón consumido mientras hacía la misma cantidad de trabajo. En el diseño de Watt & # 8217s, el agua fría se inyectaba solo en la cámara de condensación. Este tipo de condensador se conoce como condensador de chorro.

La siguiente mejora de Watt & # 8217 al diseño de Newcomen fue sellar la parte superior del cilindro y rodearlo con una chaqueta. El vapor pasaba a través de la camisa antes de ser admitido por debajo del pistón, manteniendo el pistón y el cilindro calientes para evitar la condensación en su interior. Watt no utilizó vapor de alta presión por motivos de seguridad, aunque era consciente de su potencial e incluyó un amplio conocimiento práctico en su patente de 1782. Estas mejoras llevaron a la versión completamente desarrollada de 1776 que entró en producción.

Boulton y Watt unen fuerzas

El condensador separado mostró un potencial dramático para mejoras en el motor Newcomen, pero Watt todavía estaba desanimado por problemas aparentemente insuperables antes de que se pudiera perfeccionar un motor comercializable. Fue solo después de asociarse con Matthew Boulton que esto se hizo realidad. Watt le contó a Boulton sus ideas para mejorar el motor y Boulton, un emprendedor ávido, acordó financiar el desarrollo de un motor de prueba en Soho, cerca de Birmingham. Por fin, Watt tuvo acceso a las instalaciones y la experiencia práctica de los artesanos que pronto pudieron poner en funcionamiento el primer motor. Como estaba completamente desarrollado, usó aproximadamente un 75% menos de combustible que un modelo similar de Newcomen.

Los componentes principales de un motor de bombeo Watt, Robert H. Thurston, Historia del crecimiento del motor de vapor, D. Appleton & amp Co, 1878.

La máquina de vapor Boulton and Watt (conocida también como la máquina Watt), desarrollada esporádicamente entre 1763 y 1775, fue una mejora en el diseño de la máquina Newcomen y fue un punto clave en la Revolución Industrial.

En 1775, Watt diseñó dos grandes motores: uno para el Bloomfield Colliery en Tipton y otro para la herrería de John Wilkinson & # 8217 en Willey, Shropshire, ambos terminados en 1776. Un tercer motor, en Stratford-le-Bow en el este de Londres, también fue trabajando ese año. La práctica de Boulton y Watt & # 8217 era ayudar a los propietarios de minas y otros clientes a construir motores, proporcionando hombres para montarlos y piezas especializadas. Sin embargo, la principal ganancia de su patente se derivó de cobrar una tarifa de licencia a los propietarios de motores, en función del costo del combustible que ahorraban. La mayor eficiencia de combustible de sus motores significaba que eran más atractivos en áreas donde el combustible era caro, particularmente Cornwall, para el que se encargaron tres motores en 1777.

Mejoras posteriores

Los primeros motores Watt fueron motores de presión atmosférica, como el motor Newcomen pero con la condensación separada del cilindro. La conducción de los motores con vapor a baja presión y un vacío parcial planteó la posibilidad de un desarrollo de motores alternativos. An arrangement of valves could alternately admit low-pressure steam to the cylinder and connect with the condenser. Consequently, the direction of the power stroke might be reversed, making it easier to obtain rotary motion. Additional benefits of the double-acting engine were increased efficiency, higher speed (greater power), and more regular motion.

Before the development of the double-acting piston, e to the beam and the piston rod were linked by a chain, which meant that power could only be applied in one direction, by pulling. This was effective in engines used for pumping water, but the double action of the piston meant that it could push as well as pull. Further, it was not possible to connect the piston rod of the sealed cylinder directly to the beam, because while the rod moved vertically in a straight line, the beam was pivoted at its center with each side inscribing an arc. To bridge the conflicting actions of the beam and the piston, Watt developed his parallel motion. This masterpiece of engineering uses a four-bar linkage coupled with a pantograph (a type of current collector) to produce the required straight-line motion much more cheaply than if he had used a slider type of linkage. He was very proud of his solution.

Watt’s parallel motion on a pumping engine

In a letter to his son in 1808, James Watt wrote, “I am more proud of the parallel motion than of any other invention I have ever made.” The sketch he included actually shows what is now known as Watt’s linkage, which was described in Watt’s 1784 patent but was immediately superseded by the parallel motion. The parallel motion differed from Watt’s linkage by having an additional pantograph linkage incorporated in the design. This did not affect the fundamental principle but it allowed the engine room to be smaller because the linkage was more compact.

Having the beam connected to the piston shaft by a means that applied force alternately in both directions also meant that the motion of the beam could be used to turn a wheel. The simplest solution to transforming the action of the beam into a rotating motion was to connect the beam to a wheel by a crank, but because another party had patent rights on the use of the crank, Watt was obliged to come up with another solution. He adopted the epicyclic sun and planet gear system suggested by employee William Murdoch, only later reverting, once the patent rights had expired, to the more familiar crank seen on most engines today. The main wheel attached to the crank was large and heavy, serving as a flywheel that once set in motion, by its momentum maintained a constant power and smoothed the action of the alternating strokes. To its rotating central shaft, belts and gears could be attached to drive a great variety of machinery. Because factory machinery needed to operate at a constant speed, Watt linked a steam regulator valve to a centrifugal governor, which he adapted from those used to automatically control the speed of windmills.

These improvements allowed the steam engine to replace the water wheel and horses as the main sources of power for British industry, thereby freeing it from geographical constraints and becoming one of the main drivers in the Industrial Revolution. Watt was also concerned with fundamental research on the functioning of the steam engine. His most notable measuring device, still in use today, is the Watt indicator, incorporating a manometer to measure steam pressure within the cylinder according to the position of the piston. This enabled a diagram to be produced representing the pressure of the steam as a function of its volume throughout the cycle.


The History of Steam Trains and Railways

An invention that changed the world was 200 years old in 2004. Britain celebrated the bicentenary of the steam railway locomotive with a year-long events programme, but it was not an engineering giant such as James Watt or George Stephenson that was fêted.

The man who first put steam engines on rails was a tall, strong Cornishman described by his schoolmaster as “obstinate and inattentive”. Richard Trevithick (1771-1833), who learnt his craft in Cornish tin mines, built his “Penydarren tram road engine” for a line in South Wales whose primitive wagons were pulled, slowly and laboriously, by horses.

On February 21, 1804, Trevithick’s pioneering engine hauled 10 tons of iron and 70 men nearly ten miles from Penydarren, at a speed of five miles-per-hour, winning the railway’s owner a 500 guinea bet into the bargain.

He was 20 years ahead of his time – Stephenson’s “Rocket” was not even on the drawing board but Trevithick’s engines were seen as little more than a novelty. He went on to engineer at mines in South America before dying penniless aged 62. But his idea was developed by others and, by 1845, a spider’s web of 2,440 miles of railway were open and 30 million passengers were being carried in Britain alone.

With the launch in January 2004 of a new £2 coin by the Royal Mint – bearing both his name and his ingenious invention, a coin approved by Queen Elizabeth II – Trevithick at last received the public recognition he deserved.

Perhaps because it was the birthplace, Britain can boast more railway attractions per square mile than any other country. The figures are impressive: more than 100 heritage railways and 60 steam museum centres are home to 700 operational engines, steamed-up by an army of 23,000 enthusiastic volunteers and offering everyone the chance to savour a bygone age by riding on a lovingly preserved train. The surroundings – stations, signal-boxes and wagons – are equally well preserved and much in demand by TV companies filming period dramas. (Website: https://www.heritagerailways.com)

Wales deserves a special mention for its Great Little Trains. Though small in stature, these narrow-gauge lines are real working railways, originally built to haul slate and other minerals out of the mountains, but now a wonderful way for visitors to admire the scenery, which is breathtaking. There are eight lines to choose from and one, the Ffestiniog Railway, is the oldest of its kind in the world.

Then there are the railway museums that are historic in their own right. “Steam” at Swindon is built into the former workshops of the Great Western Railway (GWR) which has near-legendary status among rail fans the GWR Railway Centre at Didcot re-creates its golden age in an old steam depot where polished engines are tended lovingly. Part of Manchester’s Museum of Science and Industry is situated in the world’s oldest passenger station and the ‘Thinktank’ museum in Birmingham contains the world’s oldest active steam engine, designed by James Watt in 1778.

But it is North East England that is known as the birthplace of railways for here, around Newcastle, the world’s first tramways were laid and, later, the world’s first public railway between Stockton and Darlington steamed into life. At Shildon in County Durham, a £10 million permanent Railway Village is taking shape, to open in the autumn, the first out-station of the National Railway Museum.

At nearby Beamish, the open-air museum of North Country Life – where the past is brought magically to life – there’s an opportunity to see one of the earliest railways re-created. Feel the wind – and steam – in your hair as you travel in open carriages behind a working replica of a pioneering engine such as Stephenson’s Locomotion No.1, built in 1825.

If you can, go south-westwards to Cornwall where the story of the great engineer Trevithick began. In his home town of Camborne is a bronze statue of him holding a model of one of his engines while not far away the little thatched cottage where he lived, at Penponds, is open to the public. It is hard to imagine that scribblings in this humble home were to lead to the ‘high-pressure steam engine’ and the world would never be quite the same again.


Steamboat

Steam-powered vessels were important to the growth of the U.S. economy in the antebellum years.

Earth Science, Geography, Physical Geography, Social Studies, World History

Steamboat River Transport

Steamboats proved a popular method of commercial and passenger transportation along the Mississippi River and other inland U.S. rivers in the 19th century. Their relative speed and ability to travel against the current reduced the time and expense of shipping.

Any seagoing vessel drawing energy from a steam-powered engine can be called a steamboat. However, the term most commonly describes the kind of craft propelled by the turning of steam-driven paddle wheels and often found on rivers in the United States in the 19 th century. These boats made use of the steam engine invented by the Englishman Thomas Newcomen in the early 18 th century, and later improved by James Watt of Scotland. Several Americans made efforts to apply this technology to maritime travel. The United States was expanding inland from the Atlantic coast at the time. There was a need for more efficient river transportation, since it took a great deal of muscle power to move a craft against the current.

In 1787, John Fitch demonstrated a working model of the steamboat concept on the Delaware River. The first truly successful design appeared two decades later. It was built by Robert Fulton with the assistance of Robert R. Livingston, the former U.S. minister to France. Fulton&rsquos craft, the Clermont, made its first voyage in August of 1807, sailing up the Hudson River from New York City to Albany, New York, at an impressive speed of eight kilometers (five miles) per hour. Fulton then began making this round trip on a regular basis for paying customers.

Following this introduction, steamboat traffic grew steadily along the Mississippi River and other river systems in the inland United States. There were numerous kinds of steamboats that had different functions. The most common type along Southern rivers was the packet boat. Packet boats carried human passengers as well as commercial cargo, such as bales of cotton from Southern plantations. Compared to other types of craft used at the time, such as flatboats, keelboats, and barges, steamboats greatly reduced both the time and expense of shipping goods to distant markets. For this reason, they were enormously important in the growth and consolidation of the U.S. economy before the Civil War.

Steamboats were a fairly dangerous form of transportation, due to their construction and the nature of how they worked. The boilers used to create steam often exploded when they built up too much pressure. Sometimes debris and obstacles&mdashlogs or boulders&mdashin the river caused the boats to sink. This meant that steamboats had a short life span of just four to five years on average, making them less cost effective than other forms of transportation.

In the later years of the 19 th century, larger steam-powered ships were commonly used to cross the Atlantic Ocean. los Great Western, one of the earliest oceangoing steam-powered ships, was large enough to accommodate more than 200 passengers. Steamships became the predominant vehicles for transatlantic cargo shipping as well as passenger travel. Millions of Europeans immigrated to the United States aboard steamships.

By 1900, railroads had long since surpassed steamboats as the dominant form of commercial transport in the United States. Most steamboats were eventually retired, except for a few elegant &ldquoshowboats&rdquo that today serve as tourist attractions.


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