วิวัฒนาการของเครื่องจักรไอน้ำและผลกระทบต่อการปฏิวัติอุตสาหกรรม

ครั้งแรก มอเตอร์ลูกสูบ ได้รับการพัฒนาในปี 1690 โดยนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส เดนิส ปาปิงและวัตถุประสงค์หลักคือการสูบน้ำ แม้ว่าจะเป็นพื้นฐาน แต่เครื่องจักรของ Papin ก็ทำงานอยู่ภายใต้ ความดันบรรยากาศ และไม่อัดไอน้ำ ทำให้ประสิทธิภาพมีจำกัด

ต่อมาวิศวกรชาวอังกฤษ โธมัส ซาเวรี่ ปรับปรุงกลไกประเภทนี้ในปี ค.ศ. 1698 เพื่อให้สามารถนำไปใช้ในอุตสาหกรรมเหมืองแร่เพื่อสูบน้ำจากเหมืองที่ถูกน้ำท่วมได้ แต่เครื่องยนต์เหล่านี้ยังคงมีปัญหาในแง่ของความน่าเชื่อถือและกำลัง มันเป็นในปี ค.ศ. 1712 เมื่อ โทมัส นิวคัมเมน เขาได้พัฒนาความก้าวหน้าเหล่านี้ให้สมบูรณ์แบบด้วยของเขา เครื่องยนต์สำลักโดยธรรมชาติขอแนะนำการออกแบบกระบอกสูบแนวตั้งและลูกสูบถ่วงน้ำหนักที่ปฏิวัติการใช้งานในเหมืองแร่และการใช้งานอื่นๆ

วิวัฒนาการทางเทคโนโลยีและการมาถึงของเจมส์ วัตต์

ในความพยายามที่จะปรับปรุงเครื่องยนต์ไอน้ำที่มีอยู่วิศวกรชาวสก็อต เจมส์วัตต์ เขาก้าวหน้าอย่างมากในการออกแบบเครื่องจักรไอน้ำเมื่อปี 1769 เขาได้เสนอคอนเดนเซอร์แยกต่างหาก ซึ่งเป็นสิ่งประดิษฐ์สำคัญที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ ก่อนใช้วัตต์ เครื่องของ Newcomen สูญเสียความร้อนจำนวนมาก ส่งผลให้สิ้นเปลืองพลังงานอย่างมาก วัตต์แก้ไขปัญหานี้โดยการแยกเฟสการควบแน่นของเครื่อง

ความก้าวหน้าอย่างหนึ่งที่วัตต์นำเสนอคือความจริงที่ว่า นอกเหนือจากการใช้ประโยชน์จากสุญญากาศที่เกิดจากไอน้ำแล้ว เขายังสามารถทำให้ไอน้ำที่มีแรงดันดันลูกสูบลง ซึ่งเพิ่มกำลัง และด้วยสิ่งนี้ เครื่องจักรไอน้ำที่ทันสมัย.

เครื่องจักรไอน้ำและการปฏิวัติอุตสาหกรรม

การใช้งานเครื่องจักรไอน้ำที่ประสบความสำเร็จถือเป็นแรงกระตุ้นสำคัญอย่างหนึ่งของ การปฏิวัติอุตสาหกรรมซึ่งเริ่มขึ้นในอังกฤษในช่วงกลางศตวรรษที่ 18 แหล่งพลังงานใหม่นี้ทำให้การผลิตสินค้าที่ผลิตเพิ่มขึ้นอย่างทวีคูณ ในขั้นต้น เครื่องจักรไอน้ำส่วนใหญ่ใช้ในการขุดและการสูบน้ำ อย่างไรก็ตาม ในไม่ช้าการใช้งานก็มีความหลากหลายไปสู่ด้านอื่นๆ เช่น el ขนส่ง และอุตสาหกรรมสิ่งทอที่ปฏิวัติวงการทั้งหมดนี้

ความก้าวหน้าอย่างมากในการใช้งาน เครื่องยนต์ไอน้ำ อยู่ในสาขาการขนส่งซึ่งมีการพัฒนาตู้รถไฟและเรือกลไฟลำแรก เครื่องจักรไอน้ำทำให้สามารถเชื่อมต่อภูมิภาคทางภูมิศาสตร์ที่อยู่ห่างไกลได้ อำนวยความสะดวกในการขนส่งสินค้าวัตถุดิบ สินค้าที่ผลิต และผู้คนด้วยความเร็วที่ไม่เคยพบเห็นมาก่อน สิ่งนี้ทำให้เกิดการขยายตัวของอุตสาหกรรมทั่วยุโรปและทวีปอื่น ๆ ในช่วงศตวรรษที่ 19

ต่อมานวัตกรรมและการใช้งานทางอุตสาหกรรม

การปรับปรุงเครื่องจักรไอน้ำอย่างต่อเนื่องตลอดศตวรรษที่ 19 เป็นกุญแจสำคัญในการแพร่กระจาย นวัตกรรมหลักประการหนึ่งก็คือ เครื่องยนต์ขยายตัวซึ่งใช้ไอน้ำให้เกิดประโยชน์สูงสุดโดยปล่อยให้ไอน้ำขยายตัวเต็มที่ก่อนปล่อยออก ซึ่งช่วยลดการใช้เชื้อเพลิง

ความก้าวหน้าที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือความสามารถในการแปลงการเคลื่อนที่ในแนวตรงของลูกสูบให้เป็นการเคลื่อนที่แบบวงกลม การเปลี่ยนแปลงที่ทำให้เกิดการใช้งานเครื่องจักรไอน้ำเพิ่มขึ้นหลายเท่า ตั้งแต่การใช้งานทางอุตสาหกรรมแบบอยู่กับที่ เช่น โรงสีและโรงงานสิ่งทอ ไปจนถึงการขับเคลื่อนของเรือและรถไฟ , การขนส่งที่เป็นประชาธิปไตย

ในตอนท้ายของศตวรรษที่ 19 พลังงานไอน้ำได้ถูกนำมาใช้ในแทบทุกอุตสาหกรรมและทุกประเทศ แม้กระทั่งนำไปสู่การเกิดขึ้นของภาคอุตสาหกรรมใหม่ เช่น อุตสาหกรรมเคมี และการผลิตเหล็กและเหล็กในปริมาณมาก

ผลกระทบทางสังคมและเศรษฐกิจของเครื่องจักรไอน้ำ

การพัฒนาและการใช้งานของ เครื่องยนต์ไอน้ำ ไม่เพียงแต่มีผลกระทบทางเทคนิคเท่านั้น แต่ยังมีผลกระทบต่อสังคมด้วย ในเมืองต่างๆ การเปิดตัวโรงงานที่ใช้พลังงานไอน้ำได้เปลี่ยนแปลงชีวิตของผู้คนนับล้าน ก่อนการปฏิวัติอุตสาหกรรม ประชากรส่วนใหญ่ทำงานในภาคเกษตรกรรม อย่างไรก็ตาม ด้วยโรงงานแห่งใหม่ ประชากรในชนบทส่วนสำคัญจึงอพยพไปยังศูนย์อุตสาหกรรมที่เพิ่งตั้งขึ้นใหม่เพื่อค้นหางาน สิ่งนี้ทำให้เกิดการขยายตัวของเมืองและเพิ่มความซับซ้อนของสังคมยุคใหม่

นอกจากนี้การเพิ่มขึ้นของการผลิตภาคอุตสาหกรรมจำเป็นต้องใช้ปริมาณมาก ถ่านหิน เพื่อขับเคลื่อนเครื่องจักร ซึ่งทำให้เกิดความต้องการอย่างมากในการทำเหมืองถ่านหิน ความเจริญรุ่งเรืองนี้เปลี่ยนบางภูมิภาคให้กลายเป็นศูนย์กลางการขุดเหมืองขนาดใหญ่

ผลลัพธ์ที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือการเปลี่ยนแปลงของการค้าโลก ด้วยรถไฟและเรือกลไฟ ระยะทางจึงสั้นลงและผลิตภัณฑ์สามารถส่งออกไปยังตลาดที่ห่างไกลมากขึ้น ทำให้เกิดการค้าโลกที่เชื่อมโยงถึงกัน

ยุคแห่งไอน้ำและความเสื่อมถอยของมัน

แม้ว่าจะส่งผลกระทบเชิงบวกมานานกว่าศตวรรษ แต่การใช้เครื่องจักรไอน้ำเริ่มลดลงประมาณปี พ.ศ. 1890 เมื่อเครื่องยนต์สันดาปภายในและไฟฟ้าเริ่มเข้ามาแทนที่ไอน้ำเป็นแหล่งพลังงานหลัก อย่างไรก็ตาม ตำนานของเครื่องจักรไอน้ำนั้นไม่อาจปฏิเสธได้ เนื่องจากเป็นการวางรากฐานสำหรับการปฏิวัติทางเทคโนโลยีที่ตามมา

การเพิ่มขึ้นของ ยุคไอน้ำ สิ่งนี้เป็นกุญแจสำคัญไม่เพียงแต่สำหรับการปฏิวัติอุตสาหกรรมเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความทันสมัยของสังคมด้วยการเปลี่ยนแปลงวิธีการทำงาน การผลิต และการเดินทางของเราไปตลอดกาล ผลกระทบของมันยังคงปรากฏให้เห็นในปัจจุบันในเทคโนโลยีหลายอย่างที่เราใช้

เครื่องจักรไอน้ำไม่เพียงแต่ช่วยให้สามารถผลิตสินค้าได้มากขึ้นในเวลาที่น้อยลงเท่านั้น แต่ยังเป็นพื้นฐานสำหรับการพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญ เช่น ทางรถไฟและอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ และด้วยเหตุนี้ จึงเป็นจุดเริ่มต้นของการผลิตจำนวนมาก ไม่ต้องสงสัยเลยว่านวัตกรรมนี้เป็นแรงผลักดันที่ขับเคลื่อนมนุษยชาติเข้าสู่ยุคอุตสาหกรรมและเทคโนโลยีใหม่