James Watt

[bluemoon24]

Buhar makinesinde teknik kendine

düşeni yapıp bitirmişti. Bundan sonra gelişme ancak bilimin başarabileceği bir

işti. Çünkü şu ya da bu parçanın geliştirilmesi değil, makinenin bütünüyle

bilimsel yönden ele alınıp gözden geçirilmesi gerekmekteydi.Bilimin bu

tür bir icada karışması, şimdiye kadar anlattıklarımızdan da anlaşılacağı gibi,

sık görülen bir olay değildi. Çünkü rasyonel yöntem, bilimin bir dalından

ötekine ağrr ağır geçiyordu. Eski Yunanda geometri bilimi, etkisini mimaride

hemen göstermişti. Akropol bunun en açık örneğidir. Kepler, Galile ve Newton

zamanında astronomi bilimi etkilerini büyük coğrafi keşiflerde ve bunların

getireceği siyasal, ekonomik ve toplumsal değişimlere yol açan gemicilikte

gösterdi, işte şimdi bilim üçüncü defa etkisini göstermek üzereydi: Galile,

Toricelli, Pascal, Otto von Gerioke, Boyle ve Mariotte ile 'gazların dinamiği'

bilimi doğuyordu.Bilimsel düşüncenin bu üçüncü icadı, uygarlık alanında

ötekilerden de büyük bir devrim yaratacaktır. Çünkü birincisinin sanatı ve

Hellen düşüncesini geliştirmesine, ikincisinin okyanuslararası geniş çapta

ticareti ve İngiltere'nin üstünlüğünü sağlamasına karşılık, üçüncüsü, sanayi ve

mekanik uygarlık çağını açacak, kapitalist burjuvaziye ve bilimsel düşünceye

yepyeni bir hız verecektir. 1756'dan beri Glasgow Üniversitesinde bir

kimya ve tıp dersleri vermekte olan Joseph Black (1728-1799), o tarihte tanınmış

bir bilim adamıydı. Doktora tezi, ilk keşfinin karbonik gazın tanıtımı

olmuştu. Konferansında o gün, başka bir keşfinden, ısı ve gazdan söz ediyordu.

Toricelli'den Mariotte'a kadar birçok fizikçiler sayesinde gaz

teorisinin geliştiği o günlerde ısı üzerine henüz pek az şey bilinmekteydi.

Buz neden erir? Su ısındıkça neden buharlaşır? Maddeler katı, sıvı ya da gazken

neden durum değiştirirler? O güne kadar rasgele cevaplar verilen sorulardı

bunlar. İlk akla yakın düşünceyi ileri' süren Fransız fizikçisi

Guillaume Amontons (1668-1705) oldu. Amontons'a göre bütün maddelerde kalorik

denilen ve ölçülemeyen bir akışkan madde bulunmaktaydı Maddelerin değişmeleri,

bu 'kalorik'in az ya da çok miktarda bir araya gelmesinden oluşuyordu. Bu

ölçülemeyen esrarlı akışkanlığa bugün rahatça 'saçma' diyebiliriz; ama bunun

verimli deneylere yol açan bir varsayım olduğunu da unutmamalıyız. Gerçekten de,

Amontons'un kalorik hakkındaki bu varsayımı, altmış yıl sonra Black'in

deneylerine temel olacak ve Watt makinesini icat eder etmez de uygulama alanına

girecektir. Black'in ilk gözlemi şu oldu: Belli miktardaki bir kısım

maddelerin sıcaklığını bir derece yükseltmek için değişmeyen bir miktarda ısı

vermek gerekmektedir. Bu, o maddenin özgül ısısıdır. Black bundan sonra o

derecede buz ve sıvı suyun 'özgül ısı'sını oranladı. Buzu eritmek için verilecek

ısının, sıvı suyun ısısını bir derece yükseltecek sıcaklıktan 79.5 kat fazla

olduğunu gördü. Bu da, buzun sıvı sudan çok daha fazla ısı depo ettiğini, katı

hale gelirken bu ısıyı salıverdiğini kanıtlıyordu. Bilgin, daha sonra su

buharında da buna benzer bir oluşumun varlığını gözlemledi. 99 derece suyu, 100

dereceye yükseltmekle buharlaştırmak aynı şey değildi. Birincisi için 1 derece

ısı yeterliyken, ikincisi için, 537 derece ısı gerekmekteydi. Başka bir deyimle,

bir gram suyu 1 dereceden 100 dereceye getirmek için 100 kalori yeterken, 100

dereceden, buhar haline getirmek için 537 kalori vermek gerekiyordu. Bu da,

buhar elde etmenin ısıtmaktan kat kat pahalı olduğunu göstermekteydi.

Prof. Black, bunları Glasgow Üniversitesinde anlatırken, sıralardan

birinde oturan James Watt adlı bir. işçi de;, harıl harıl not

alıyordu.James Watt, Üniversitenin ve doğrudan Prof. Black'ir koruması

altındaydı. Durumu, aynı zamanda ortaçağ loncalarının ayrıcalıklarını XVII.

yüzyılda bile hâlâ nasıl savunduklarına tipik bir örnektir. James Watt, 19 Ocak

1736'da İskoçya'da, Glasgow'dan 30 km uzakta, Greenock'da doğmuştu. Çocukluktan

babasının atölyelerindeki gemicilikle ilgili kronometre, pusula, oktan ve

sekstan gibi araçlara ilgi duymaya başladı Bu hevesi, büyüdükçe arttığından

ailesi' onu ayarlı araçlar yapımcılığını öğrenmesi için Londra'ya' göndermeye

karar verdi. Loncalardan 'protesto' sesleri ta o zamandan yükselmeye

başladı. Watt'ın bağlı olduğu lonca, çıraklarını üyeleri arasından alır ve yedi

yıllık bir çıraklık dönemini gerekli sayardı. Bu, Watt'ın işine gelemezdi, çünkü

ailesinin mali durumu, bir an önce hayata atılıp para kazanmasını

gerektiriyordu. Bir yıllık bir çalışmadan sonra Glasgow'a döndü; ve ayarlı

araçlar satan bir dükkân açmaya karar verdi. Loncalar ikinci defa

karşısına dikildiler; mesleğin bütün aşamalarından geçmemiş bir kimsenin dükkân

açmaya hakkı yoktu. Üniversite ona yardım elini uzatmasaydı genç adam açlıktan

ölmeye mahkûmdu. Üniversite onu matematik araçlar yapımcılığına atadı.

Şimdi Watt'ın hayatı yepyeni bir düzene girmişti. Bir yandan fizik

laboratuvarındaki araçların onarılmasıyla uğraşıyor, öte yandan da, büyük ilgi

duyduğu Prof. Black'in konferanslarını izliyordu. Böylece 1763'te ilk olarak

Newcomen'in makinesiyle karşılaştı. Makineyi onardıktan sonra fizik

laboratuvarına geri vermeden önce işleyişini bir süre şaşkın seyretti. Makine

kesik kesik çalışıyor. Birkaç hareketten sonra bütün buharı harcadığından

duruyor, kazan yeniden buhar yapıncaya kadar çalışmadan kalıyordu. Üstelik çok

buhar harcıyordu. Genç İskoçyalı, böylesine obur bir makinenin ne kadar

masraflı olduğunu görünce bunun nedenini bulmayı aklına koydu Prof. Black'in

derslerinin ve kendi kişisel deneylerinin ışığı altında araştırmalara girişti.

İşe, belirli miktarda kömürün ne hacimde buhar sağladığını bulmakla başladı.

Böylece Black'in dediği gibi, masrafın büyük kısmı, suyun 100 dereceye

yükseltilmesinden değil, buharlaşması için gereken 537 kat fazla kaloriden ileri

geliyordu. Önce kömür gibi pahalı bir maddenin israf edilmesinin önüne geçmek,

sonra da ısının kaybolmasını önlemek gerekiyordu. Watt işe, kazan,

silindir ve boruları da içine almak üzere bütün makinenin ısısını saklayıcı

tedbirler almakla başladı. Ancak, bu tedbirlerin beklediği sonucu vermediğini

hemen gördü. Her piston hareketinde silindirin içine soğuk su fışkırıyor ve

bunun sebep olduğu ısı düşüşü yetmiyormuş gibi, sıvılaşma da tam olmuyordu.

Sıvılaşmadan sonra su 75 derece dolayında duruyor, silindirde pistonun düşmesini

engellemeye yetecek kadar, yarım atmosferlik bir buhar basıncı kalıyordu.

Dolayısıyla kaybedilen güç yüzde elliyi buluyordu. Bunun tek çaresi,

buharı mümkün olduğu kadar sıcak ve sıvılaştırıcı suyu da mümkün olduğu kadar

soğuk tutmaktı. Watt, bu işlemler için iki ayrı kabın kullanılması gerektiğini

düşündü. Silindiri kalorifüj (ısıyı koruyan) tedbirlerle sıcak tutmaya,

sıvılaşacak buharı da kondansör (soğutucu) adını verdiği özel bir kaba

göndermeye ve orada rahatça soğutmaya karar verdi. Silindirin bir

tarafının açık olmasının da soğumayı hızlandırdığını gördü. Bunu önlemek için,

pistonun iki tarafının da kapatılarak yalnız piston kollarının geçmesine

yarayacak kadar delikler bırakmak gerekiyordu. Ancak, bu yeniliğin de bir

sakıncası vardı; pistonun iki yanının da kapatılması sonucu içeri hava

girmediğine göre, pistonun itilmesi konusunda hava basıncına güvenilemezdi. Genç

mucit, bu sakıncayı, hava basıncı yerine pistonun her iki yanma da buhar alarak

giderdi. Basınç, böylece ortadan kaldırılıyor, piston denge düzenleyicisinin

öteki koluna asılı tulumba kollarının ağırlığı tarafından itilerek harekete

geçiyordu. Watt'ın getirdiği başlıca değişiklik, icadının bir hava

makinesi değil, bir buharlı makine olmasaydı. Hava burada hiçbir rol

oynamıyordu. İtici güç buhardı ve Newcomen'in makinesindeki yarım atmosfere

karşılık, bir buçuk atmosferlik bir güç yaratmaktaydı. Watt, maden

ocaklarından su boşaltmaya yarayan makinesinin ilk 'prototip'ini 1769'da meydana

getirdi. Gerekli sermayeyi Birminghamlı bir sanayici olan Doktor Roebuck

vermişti. İlk makineye tek etkili dendi; çünkü iki piston hareketinden yalnız

biri itici güce sahipti. Bununla birlikte makine, yıllar süren çabaların

ürünüydü, Watt bu uğurda bütün varını yoğunu tüketmiş, üstelik Black ve

başkalarına da 300.000 frank borçlanmıştı. Uzun, acılı ve umutsuz bir dönemden

sonra Birminghamlı sanayici, Matthew Boulton'la (1728-1809) tanışması Watt'ın

hayatının bütün gidişini değiştirdi. Bu adam dinamik ve açıkgözdü, üstelik iyi

hesaplanmış ve kâr getirmesi beklenen bir iş oldu mu tehlikeyi göze almaktan

çekinmezdi. Watt'ın ateşli tulumbasının Newcomen'inkinden daha güçlü ve

ekonomik olması nedeniyle ona üstün gelmesi gerektiğini hesaplayarak Watt'la

ortak olup bunların yapımına girişti. Böylece, 1775 Mayısında Sanayi Devrimi'nin

de kaderi belirlenmiş oldu. Önsezisi Boulton'u aldatmadı. Maden ocakları

işletmeleri yeni makinenin satışındaki uygun şartların da yardımıyla, art arda

ısmarlamaya başladılar. Watt böylece borçlarını ödeyebildi ve üç-beş kuruş para

sahibi oldu. Ortağı onu yeni bir tasarıyla etkilememiş olsaydı hayatından

memnun, eseriyle yetinip kalacaktı. Watt'ın ateşli tulumbası

madenlerden su çekmek için meydana getirilmiş makinelerin, kuşkusuz, en

mükemmeliydi ama, başka alanlara da uygulanmaz mıydı? Denge düzenleyicisinin

hareketleri tulumba kolundan başka bir şeyi de harekete getirebilir miydi?

Wilkinson makinesini dökümhane körüğüne uygulamıştı. Onlar da bir mekanik

testere, bir hadde makinesi, dokuma tezgâhı ya da bir değirmene bağlayamaz

mıydı? Kısacası ateşli tulumba hayvan gücü, hidrolik çark ya da yel değirmeni

gibi, hatta onlardan daha geniş alanlarda uygulanan bir motor sistemi haline

getirilemez miydi? Bunun için, önce bu tulumbanın belli başlı bir

kusurunu gidermek gerekiyordu. Makine, ancak piston indiği zaman itici güç

meydana getirmekteydi. Bu durumuyla düzensiz işleyen bir araçtı. Madenlerden su

çıkartma işinde büyük bir sakınca olmamakla birlikte, bir araç-makinede büyük

bir kusurdu bu. Yani Boulton'un önerdiği alanlarda kullanılabilmesi için

pistonun her iki hareketinin de itici güç doğurması gerekmekteydi. Watt,

1780'de yeniden işe koyuldu. Çözüm ilke olarak kolaydı: Buharın, pistonun her

iki yanına da etki yapmasını sağlamak gerekiyordu. Watt, pistonun iki yanına da

buhar göndermeye ve kullanılmış buharı kondansöre itmeye yarayacak bir aygıt

düşündü. Hareketlerin düzenli ve sürekli olması için demirden ağır bir

düzenteker ekledi. Buharın her iki yana eşit dağılımını sağlayacak bir bilyalı

regülatör koydu. Bu regülatör günümüze kadar 'ters tepkili' makinelerde

kullanılmaktadır.



Siyaset, Bilim Ve Tarih Bilinci (Doğan Özlem )The Benefits Of TreesEnerji TasarrufuAlternatif Ucuz Enerji KaynaklarıErozyonun Tanımı Ve ÇeşitleriDünyamızın HareketleriDoğalgazDeve KuşlarıTeknolojik CellatlarımızKüresel IsınmaÇimento İşkolu Ve SorunlarıAtmosferin Başlıca Gaz KirleticileriNükleer EnerjiYapay KristallerHyrogen Fuel  The Fuel Of FutureKentiçi Ulaşımı Ve Çevre SorunlarıPrcı HakkındaÇevre Kirliliği Ve SonuçlarıSivil SavunmaUluslararası Hukuk Ve Çevre