Tokoh

Penemu Mesin Uap: Ini Sejarah Perkembangan dan Biografi James Watt

Penemu Mesin Uap
Written by Nandy

Penemu Mesin Uap – Apakah Garmeds tahu siapa penemu mesin uap? Dalam kehidupan kita sehari-hari pasti sudah tidak asing dengan mesin uap. Salah satu penemu mesin uap yang terkenal bernama James Watt yang berhasil mengguncang dunia bahkan sangat mempengaruhi beberapa kecanggihan teknologi saat ini, seperti mesin produksi pabrik, kereta uap dan sebagainya. Berikut ini penjelasan tentang sejarah penemuan mesin uap dan biografi penemu mesin uap sekaligus yang mempopulerkannya.

Penemu Mesin Uap

Pixabay.com

Sejarah Penemuan Mesin Uap

Memang, manusia telah lama mengetahui bahwa proses perpindahan dari cair ke gas dengan pemanasan menyebabkan uap. Contoh sederhana adalah ketika air mendidih dalam ketel, tekanan pada corong membuat peluit. Akibat ledakan uap tersebut, pada abad pertama penemuan mesin uap terinspirasi oleh seorang matematikawan Alexandria bernama Hero untuk membuat alat yang disebut Aeolipile.

Aeolipile adalah perangkat besi bulat yang diisi dengan air. Aeolipile memiliki dua cerobong asap berbentuk L di sisi yang berlawanan. Bola besi tersebut kemudian dipanaskan hingga airnya mendidih dan uap yang berasal dari cerobong akan memutar bola besi tersebut. Penerapan Aeolipile belum terlalu praktis untuk kebutuhan manusia. Namun, itu hanya percobaan untuk menunjukkan kekuatan alam saat itu. Meskipun hanya digunakan sebagai ornamen dekoratif, Aeolipile ternyata menjadi pelopor penggunaan tenaga uap untuk mesin listrik di masa depan.

Penemu mesin uap berikutnya lahir pada tahun 1606, yakni seorang insinyur militer dan pertambangan Spanyol bernama Heronimode Ayanz. Ayanz menggunakan mesin uap untuk menggunakan tekanan uap untuk menghilangkan gas beracun dan air banjir dari tambang. Ayanz mendidihkan air dalam sebuah wadah dengan menempatkan dua pipa kecil, satu di tambang dan lainnya di luar ruangan. Air kemudian mendidih untuk menghasilkan uap.

Ayanz pertama kali menemukan mesin uap, tetapi pada tahun 1698 seorang insinyur dan penemu Inggris bernama Thomas Savery juga mematenkan mesin uap dan mengklaim telah menemukannya terlebih dahulu. Fungsi mesin uap yang ditemukan oleh Savery adalah untuk membuang air banjir dari tambang dan mendistribusikannya ke perkebunan.

Hemat Cara kerja mesin uap juga tidak banyak berubah. Dengan kata lain, itu adalah ruangan kosong dengan air mendidih. Air mendidih ini menciptakan tekanan uap keluar (udara) yang mendorong air ke atas. Mesin savery masih memiliki kekurangan. Air yang ditariknya terbatas pada kedalaman yang dangkal saja. Cacat pada mesin uap Savery dikembangkan pada tahun 1712 oleh insinyur dan ahli besi Inggris Thomas Newcomen.

Mesin uap Newcomen menggunakan tekanan atmosfer. Oleh karena itu, tekanan udara di dalam ruangan bertambah atau berkurang karena adanya uap yang menggerakkan piston yang memompa air. Pendatang baru dimulai dengan pengembangan tenaga uap sebagai penggerak utama. Kedua, konversi energi menjadi gerak uap adalah pelopor mesin-mesin uap oleh James Watt.

Pada 1764, setelah mesin Newcomen tersebar luas di tambang, pekerja bengkel Skotlandia James Watt mulai mengerjakan mesin uap. Watt menemukan bahwa kelemahan utama mesin uap Newcomen adalah terlalu banyak membuang energi dalam pengoperasiannya. Perkembangan mesin up lebih mutakhir akhirnya dilanjutkan oleh penemuan-penemuan James Watt.

Biografi James Watt, Sang Penemu Mesin Uap

Penemu Mesin Uap

history-biography.com

Seperti Thomas Alva Edison dan penemu terbesar di dunia, James Watt dianggap sebagai salah satu penemu mesin uap terpenting dari semua penemu-penemu lainnya. Dalam biografi James Watt, diketahui bahwa James Watt lahir pada 19 Januari 1736 di Greenock, Skotlandia. James Watt adalah seorang insinyur terkenal dari Skotlandia, Inggris. Nama ayahnya adalah James Watt dan nama ibunya adalah Agnes Muirhead. James Watt berhasil mengembangkan mesin uap efisien pertama.

Greenock adalah desa nelayan yang menjadi kota yang ramai dengan armada kapal uap selama kehidupan Watt. James Jr, Thomas Kakek Watt adalah seorang ahli matematika dan kepala sekolah terkemuka. James Jr. Thomas merupakan seorang warga Greenock terkemuka, seorang tukang kayu dan pembuat kapal yang sukses sebagai ahli melengkapi kapal dan memperbaiki kompas serta peralatan navigasi lainnya. Dia juga secara teratur menjabat sebagai Hakim Agung dan Bendahara Greenock.

Meskipun bakat matematika James Watt, ia tidak dapat menghadiri Sekolahnya di Greenock secara teratur karena kesehatannya yang buruk. Sebaliknya, dengan membantu pertukangan ayahnya, ia memperoleh pengetahuan tentang teknik mesin dan penanganan alat yang akan dibutuhkan nantinya. Watt muda adalah seorang pembaca ulet dan telah menemukan sesuatu yang menarik baginya di setiap buku yang dimilikinya.

Pada usia enam tahun, ia memecahkan masalah geometris dan menggunakan katel ibunya untuk mempelajari uap. Di awal masa remajanya, ia mulai menunjukkan keterampilan matematikanya secara khusus. Di waktu luangnya, Watt menggambar dengan pensil, mengukir kayu dan logam di bangku alat, dan bekerja. Dia menciptakan banyak tugas dan model mekanis asli dan dengan senang hati membantu ayahnya memperbaiki peralatan navigasi.

Penemu Mesin Uap

Setelah ibunya meninggal pada tahun 1754, Watt yang berusia 18 tahun pergi ke London, di mana ia dilatih sebagai pembuat instrumen. Dia tidak dapat menyelesaikan magang yang layak karena masalah kesehatan, tetapi pada tahun 1756 dia merasa telah cukup. Watt kembali ke Skotlandia pada tahun 1757.

Dia menetap di kota perdagangan utama Glasgow dan membuka toko di kampus Universitas Glasgow untuk memproduksi dan memperbaiki instrumen matematika seperti sextants, kompas, barometer, dan timbangan laboratorium. Selama penelitiannya, ia terbukti berpengaruh dan berteman dengan beberapa sarjana yang mendukung karir masa depannya. Di antara mereka adalah ekonom terkenal Adam Smith dan fisikawan Inggris Joseph Black.

Pada 1759, Watt bermitra dengan arsitek dan pengusaha Skotlandia John Craig untuk memproduksi dan menjual alat musik dan mainan. Kemitraan ini berlangsung hingga 1765 dan mempekerjakan hingga 16 pekerja. Mesin uap ini ternyata menjadi salah satu pendorong terjadinya Revolusi Industri khususnya di Inggris dan Eropa pada umumnya. Untuk menghormati prestasinya, nama belakangnya Watt digunakan untuk menggambarkan unit penggerak seperti tenaga dan tenaga mesin.

Pada tahun 1759, seorang mahasiswa di Universitas Glasgow memberi Watt model mesin uap Newcomen dan menyarankan untuk menggunakannya untuk menggerakkan kereta, bukan kuda. Dipatenkan oleh penemu Inggris Thomas Newcomen pada tahun 1703, mesin ini menarik uap ke dalam silinder, meningkatkan tekanan atmosfer dan menciptakan ruang hampa yang mendorong piston ke dalam silinder. Pada abad ke-18, mesin Newcomen digunakan di Inggris dan Eropa, terutama untuk memompa air dari tambang.

Terpesona oleh mesin Newcomen, Watt mulai membuat model miniatur dengan silinder uap timbal dan piston yang terpasang pada roda penggerak melalui gearbox. Pada musim dingin 1763-1764, John Anderson meminta Watt dari Glasgow untuk memperbaiki model mesin Newcomen miliknya. Dia mampu melakukan itu, tetapi bingung dengan pemborosan uap, Watt mulai mempelajari sejarah mesin uap dan bereksperimen dengan sifat-sifat uap.

Watt secara independen membuktikan adanya panas laten (panas yang dibutuhkan untuk mengubah air menjadi uap) yang diteorikan oleh pemimpin dan pendukungnya Joseph Black. Watt meneruskan karyanya ke Black. Black dengan senang hati menyampaikan ilmunya. Watt lahir dari kolaborasi dengan ide jalan menuju mesin uap yang lebih baik, berdasarkan penemuannya yang paling terkenal, split condenser.

Penemu Mesin Uap

Watt menyadari bahwa kelemahan terbesar dari mesin uap Newcomen adalah ekonomi bahan bakarnya yang buruk karena hilangnya panas laten dengan cepat. Mesin Newcomen lebih baik dari mesin uap sebelumnya, tetapi tidak efisien dibandingkan dengan mesin lain dalam hal jumlah batubara yang dibakar untuk menghasilkan uap. Pada mesin Newcomen, jet uap dan air dingin disemprotkan secara bergantian ke dalam silinder yang sama.

Artinya, setiap kali piston bergerak ke atas dan ke bawah, dinding silinder secara bergantian dipanaskan dan kemudian didinginkan. Setiap kali uap memasuki silinder, ia terus mengembun sampai silinder didinginkan ke suhu operasi oleh pancaran air dingin. Akibatnya, sebagian energi potensial uap panas hilang dengan setiap siklus piston.

Solusi watt, dikembangkan pada Mei 1765 adalah untuk melengkapi mesin dengan ruang lain yang disebut “kondensor” di mana kondensasi uap terjadi. Kondensasi terjadi dengan sedikit kehilangan panas dari silinder karena ruang kondensasi dipisahkan dari silinder kerja oleh piston. Ruang kondensasi selalu dingin dan di bawah tekanan atmosfer, dan silinder selalu panas.

Dalam mesin uap watt, uap ditarik ke dalam silinder kerja di bawah piston boiler. Ketika piston mencapai bagian atas silinder, katup masuk yang memungkinkan uap masuk ke silinder menutup, sementara pada saat yang sama katup yang memungkinkan uap keluar dari kondensor menutup. Tekanan atmosfer yang lebih rendah di kondensor menarik uap, di mana ia didinginkan oleh uap dan dikondensasi menjadi air cair oleh uap.

Proses kondensasi ini mempertahankan tekanan negatif konstan dalam kapasitor yang disuplai ke silinder melalui pipa penghubung. Tekanan eksternal yang tinggi kemudian mendorong piston kembali ke dalam silinder, menyelesaikan langkah tenaga. Dengan memisahkan silinder dan kondensor, kehilangan panas yang mengganggu mesin Newcomen dihilangkan, dan mesin uap Watt menghasilkan “tenaga kuda” yang sama sementara pada saat yang sama membakar 60% lebih sedikit batubara.

Penghematan akan memungkinkan mesin watt digunakan tidak hanya di tambang, tetapi di mana pun daya dibutuhkan. Namun, kesuksesan Watt di masa depan tidak pernah dijamin dan tidak akan pernah terjadi. Pada saat ia memelopori gagasan kapasitor lain pada tahun 1765, biaya penelitiannya sebagian besar buruk. Setelah meminjam uang dari seorang teman, ia akhirnya harus mencari pekerjaan untuk menghidupi keluarganya.

Selama sekitar dua tahun, ia bekerja sebagai insinyur sipil, mengamati dan mengarahkan pembangunan beberapa kanal di Skotlandia, menjelajahi ladang batubara Glasgow untuk pejabat kota dan terus mengerjakan penemuan. Setelah menciptakan model kecil yang praktis pada tahun 1768, Watt bermitra dengan penemu dan pedagang Inggris John Roebuck untuk membangun dan menjual mesin uap ukuran penuh.

Penemu Mesin Uap

Pada tahun 1769 Watt mematenkan kapasitor lainnya. Paten Watt yang terkenal, berjudul “A New Method Invented to Reduce Fire Engine Steam and Fuel Consumption,” tetap menjadi salah satu paten terpenting yang pernah diberikan di Inggris dan sedang dipertimbangkan. Saat bepergian ke London pada 1768 dan mengajukan paten, Watt bertemu Matthew Boulton, pemilik perusahaan manufaktur Birmingham yang dikenal sebagai Pabrik Soho, yang memproduksi benda logam kecil.

Bolton dan perusahaannya dikenal dan dihormati dalam Gerakan Pencerahan Inggris abad ke-18. Balton lulus dari sekolah sebagai anak laki-laki untuk bekerja di toko ayahnya. Ia merupakan seorang sarjana yang sangat baik dengan pengetahuan yang cukup tentang bahasa dan sains, terutama matematika. Di dalam toko, dia dengan cepat memperkenalkan banyak peningkatan yang berharga dan selalu mencari ide lain untuk dibawanya ke bisnis.

Dia juga anggota Lunar Society of Birmingham yang terkenal dan merupakan sekelompok orang yang berkumpul untuk membahas filsafat alam, teknik, dan pengembangan industri. Anggota lainnya adalah penemu oksigen, Joseph Priestley, Erasmus Darwin (kakek Charles Darwin), dan pembuat tembikar eksperimental Josiah Wedgwood. Watt bergabung dengan grup setelah menjadi mitra di Vaulton.

Seorang sarjana yang mewah dan energik, Bolton bertemu Benjamin Franklin pada tahun 1758. Pada tahun 1766, orang-orang penting ini antara lain menanggapi dan membahas penggunaan tenaga uap untuk berbagai keperluan yang bermanfaat. Mereka merancang mesin uap baru dan Bolton dikirim ke Franklin untuk membuat model untuk dipamerkan di London. Mereka masih tidak tahu Watt dan mesin uapnya.

Ketika Bolton bertemu Watt pada tahun 1768, dia menyukai mesin tersebut dan memutuskan untuk mematenkannya. Dengan persetujuan Roebuck, Watt memberi Boulton sepertiga sahamnya. Akhirnya, terlepas dari beberapa kerumitan, Roebuck mengusulkan untuk mentransfer setengah dari miliknya penemuan Watt ke Matthew Boulton dengan total £ 1.000. Usulan ini disetujui pada November 1769.

Pada November 1774, Watt akhirnya memberi tahu rekan lamanya Roebuck bahwa mesin uapnya telah berhasil menyelesaikan uji lapangan. Ketika Watt menulis kepada Roebuck, dia tidak menulis dengan antusiasme dan kemewahan seperti biasanya. Sebaliknya, dia hanya berkata, “Mobil pemadam kebakaran yang baru saja saya temukan adalah sebuah karya, jawabannya jauh lebih baik daripada mobil pemadam kebakaran lain yang pernah dibuat, dan saya berharap penemuan itu akan sangat membantu saya.”

Sejak itu, Boulton dan Watt telah mampu memproduksi berbagai macam mesin yang bekerja dalam aplikasi dunia nyata. Mesin yang dapat digunakan untuk menggiling, menenun dan menggiling diberikan inovasi dan paten baru. Mesin uap digunakan untuk transportasi darat dan air. Hampir semua penemuan sukses dan signifikan yang telah membentuk sejarah mesin uap selama bertahun-tahun berasal dari bengkel Bolton dan Watt.

Bekerja dengan Watt’s Bolton membuatnya menjadi sosok yang diakui secara internasional. Dengan paten 25 tahun, ia menjadi kaya raya, dan ia serta Boulton menjadi pemimpin Inggris dalam pendidikan teknologi dengan reputasi teknologi inovatif.

Penemu Mesin Uap

James Watt meninggal pada 25 Agustus 1819 di Heathfield Hall pada usia 83. Ia dimakamkan pada 2 September 1819. Maria dari Handsworth. Makamnya sekarang berada di gereja yang diperbesar.

Penemuan Watt memberikan kontribusi yang sangat signifikan terhadap Revolusi Industri dan inovasi modern, mulai dari mobil, kereta api, kapal uap hingga pabrik, belum lagi masalah sosial yang diakibatkannya. Hari ini, nama Watt dikaitkan dengan jalan-jalan, museum, dan sekolah. Kisahnya memengaruhi buku, film, dan karya seni, seperti Piccadilly Gardens dan patung Katedral Suci.

Nah, itulah penjelasan tentang penemu mesin uap dan sejarah perkembangannya. Kesimpulannya kita tidak bisa hanya menentukan satu penemu mesin uap karena ilmuwan pada masa itu saling bahu membahu untuk terus menemukan hal baru untuk menemukan teknologi yang mutakhir. Berdasar kisah di atas kita bisa banyak belajar dari keingintahuan seorang ilmu yang besar demi bermanfaat untuk orang banyak.

Jika Grameds tertarik dengan biografi James Watt lebih lengkap atau penemu tokoh dunia yang lain, Grameds bisa kunjungi koleksi buku Gramedia di www.gramedia.com, selamat belajar. #SahabatTanpabatas.

About the author

Nandy

Perkenalkan saya Nandy dan saya memiliki ketertarikan dalam dunia menulis. Saya juga suka membaca buku, sehingga beberapa buku yang pernah saya baca akan direview.

Kontak media sosial Linkedin saya