와트는 스코틀랜드 글래스고 근처의 그리노크에서 태어났다. 글래스고는 영국 조선업의 중심이다. 와트의 할아버지는 수학을 가르쳤고, 그의 아버지는 건축가이자 조선사였고, 그는 사쿠와 그린노크시의 관원이었다. 그는 공부를 좋아하고 호기심이 많고 똑똑해서 초등학교에서 기계 제조에 대한 많은 지식을 배웠다. 와트는 그린녹 문법학교에 입학하여 병으로 중퇴했다. 집에서 요양하는 동안, 그는 열심히 독학하여 천문 화학 물리 방면의 책을 많이 읽었다. 1753 년, 아버지는 사업이 파산했고 와트는 어쩔 수 없이 글래스고에 가서 솜씨를 배웠다. 당시 그는 아직 18 세 미만이었다. 2 년 후, 그는 런던의 한 시계점으로 전근되어 견습생이 되었다. 와트는 여기서 많은 기계와 기계를 만드는 기술을 배웠다. 부지런히 배우고 열심히 연습하여, 그는 곧 사분제한기, 나침반, 경위의 등 복잡한 기구를 만드는 것을 배웠다.
스무 살 때 와트는 심각한 류머티즘에 걸려 어쩔 수 없이 집으로 돌아가 휴양해야 했다. 그가 건강이 좋아졌을 때, 그는 글래스고에 기기 수리 산업을 설립하고 싶었지만, 그때는 여전히 전속 행회가 있었다. (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 건강명언) 그가 견습생을 시작하지 않았기 때문에, 현지 길드는 그가 창업하는 것을 허락하지 않을 것이다. 그러나 신은 한 문을 닫지 않고 다른 문을 열 것이다. 친구의 소개로 그는 글래스고 대학에서 기기 수리공으로 일하고 있다. 여기서 그는 유명한 화학자 조셉 블레이크 교수와 그의 학생 물리학자 존 로빈슨을 만났다. 이 대학은 당시 영국에서 몇 안 되는 고등 학부 중 하나로 각종 기기 설비를 갖추고 있었다. 여기서 그는 굶주리고 목마르게 과학 이론과 실천 지식을 배운다. 외국의 과학 기술 동향을 이해하기 위해서 그는 프랑스어, 이탈리아어, 독일어를 배웠다. 그는 블레이크 등 과학자들과 함께 우량계와 습도계를 개선했다. 블레이크의 잠열 이론은 와트에 큰 영향을 미쳤다가 나중에 그가 증기기관에 쓰였다.
과거에는 와트가 난로 위의 찻주전자가 끓이는 것을 보고 증기가 뚜껑을 터뜨렸을 때 영감을 받아 증기기관을 발명했다는 유행하는 이야기가 있었다. 이것은 너무 단순화되었다. 사실, 와트 이전에 사람들은 증기의 역할을 깨달았다. 17 세기에 자본주의 생산관계의 급속한 발전과 전력 수요의 증가로 증기 동력을 이용한 탐구에 대한 실질적인 성과가 있었다. 1629 년, 브라운이라는 이탈리아인이 원시 증기 터빈 장치를 발명했다. 그는 증기로 잎바퀴를 밀고 스프링봉을 움직였다. 1698 년에 영국인 자빌리가 광산 배수에 사용할 수 있는 증기 펌프를 만들었다. 1705 년 스코틀랜드 대장장이인 뉴코멘은 자빌리의 발명을 바탕으로 기압기라는 중대한 실용적 가치를 지닌 최초의 증기기관을 만들었다. 당시에는 주로 광산 배수에 쓰였다. 172 1 년 후 영국의 많은 광산에서 채택되어 유럽 대륙으로 전파되었다.
65438+20 세기 60 년대에 방적기의 발명과 다른 분야의 기술 발전으로 영국은 산업 혁명을 시작했다. 일련의 작업기계의 발명과 응용은 자연력을 초월하는 만능동력기계를 필요로 한다. 이때 터빈, 시계 등 기계의 발명과 사용으로 기계 제조, 기계 전동, 금속 가공에 대한 지식이 축적됐다. 코크스는 야철업계에서 광범위하게 사용되어 철강 제련 기술에 큰 발전을 이루었고, 수공업 작업장의 발전은 대량의 기술 노동자를 양성하여 증기 기관의 발명을 위한 기술 조건을 준비했다.
와트는 전임자의 성과를 흡수하려고 노력하며 증기 기관의 발전에 힘쓰고 있다. 176 1 년 및 1762 년에 그는 글래스고 대학에서 증기 압력에 대한 실험을 여러 번 실시하여 증기 밀도, 압력 및 온도 간의 관계를 연구했다. 1763 동지 1764 년 겨울, 뉴코 기압기 모형 수리를 담당하고 있습니다. 그는 그것의 작동을 반복적으로 관찰하여 마침내 비효율적인 원인을 찾았다. 뉴콘용문 기중기는 응축 실린더 안의 열기로 진공을 발생시켜 대기압력의 작용으로 피스톤에 연결된 커넥팅로드 운동을 추진해 전기를 생산한다. 실린더가 냉각된 후에는 다시 가열해야 하므로 대량의 열 낭비를 초래할 수 있다. 그리고 실린더가 응결된 후에도 온도는 여전히 높고 진공도는 낮아 기계의 효율성에 영향을 미친다. 그래서 와트는 이 중요한 문제를 해결하는 데 집중했습니다.
새로운 증기기관을 연구하는 것은 시간이 많이 걸리고 비용이 많이 든다. 와트는 곧 그의 재산을 다 써버리고 빚더미에 쌓였다. 그는 망설임과 좌절에 빠져 그의 연구 작업을 거의 멈추었다. 생계를 꾸려 나가고 가족을 부양하기 위해, 그는 칼레도니아 운하의 로드맵을 그리는 측량사와 엔지니어가 되어야 했다. 이때 선견지명이 있는 두 기업가가 그를 도왔다. 그들은 존 로바크와 매튜 볼턴 들이다. 1765 년 블레이크의 소개로 와트는 로바크를 알게 되었는데, 그는 방금 포스 강 오른쪽 해안에 있는 보로스톤스에 탄광을 개설하여 광산 배수를 위한 펌프가 절실히 필요했다. 로바크는 와트의 연구 작업을 높이 평가했고, 그가 증기기관의 개발을 완성할 수 있도록 출자할 의향이 있다. 그래서 두 사람은 계약을 맺었고, 로바크는 와트를 위해 65,438+0,000 파운드의 빚을 갚겠다고 약속했고, 개발을 완료하고 공업 생산에 투입하는 데 필요한 자금을 제공하겠다고 약속했다. 와트는 로바크에게 앞으로 얻을 수 있는 이익의 3 분의 2 를 보상으로 약속했다. 로벅의 지지로 와트는 계속 증기기관을 개발할 수 있게 되었다.
일련의 실험을 거쳐 와트는 실린더에서 분리된 냉응기를 발명하여 실린더의 증기를 냉응기에 도입하여 냉각시켰다. 그는 실린더와 피스톤의 가공 정확도를 높이고 밀봉성을 강화하기 위해 노력했다. 뉴코문의 기계에서 증기는 보조력일 뿐 실제로는 기압으로 작동한다. 와트의 발명은 증기로 피스톤을 추진하는 것이다. 또한 윤활유를 사용하여 피스톤 작업의 유연성을 높이고 실린더 외부에 단열재를 추가하여 실린더를 필요한 작동 온도로 유지합니다. 이 일련의 개선을 통해 와트는 1769 년에 첫 증기기관을 제조하고 특허를 획득했다. 와트 증기기관의 효율은 뉴컴 상압 프레스보다 훨씬 높으며, 탄량은 뉴컴 상압 프레스의 4 분의 1 에 불과하지만, 효율성은 5 배나 높아졌다. 하지만 와트가 발명한 기계는 실린더가 하나밖에 없어서 매우 불완전하여 고장이 나기 쉽다. 설치 후 얼마 지나지 않아 한쪽에 두었다. 얼마 지나지 않아 로벅의 탄광은 고인 물로 생산이 중단되었다. 1733 년에 로바크는 파산을 선언했다. 화는 홀로 오지 않는다. 와트의 아내는 올해 세상을 떠났다. 볼턴 들은 이 매우 어려운 때에 그를 도왔다.
버턴은 버밍엄 북부의 소호 지역에 있는 금속 제품 수공방 주인으로 경제력이 풍부하다. 와트는 몇 년 전에 그를 알고 1767 에서 소호 작업장을 참관했다. 볼튼의 사업이 번창하면서, 그는 그의 작업장을 장비하기 위해 이상적인 동력기가 필요하다. 로바크는 마침 볼턴 1200 의 빚을 졌는데, 이는 로바크가 와트와의 파트너십 계약을 그에게 양도하면 그의 채무를 면제할 것을 제안했다. 볼턴 와트와의 협력이 이렇게 시작되었다. 1774 년 5 월 와트는 그의 첫 증기기관을 데리고 소호 지역으로 이사했다. 그는 즉시 그의 발명을 개선하기 시작했다. 얼마 지나지 않아 첫 증기기관이 다시 정상적으로 작동할 수 있게 되었다.
와트와 볼턴 (WAT) 는 증기 기관을 공업 생산에 투입하면서 동시에 그 설계를 계속 개선하였다. 당시에는 여전히 투입이 많고, 생산량이 적고, 개발 비용이 높았다. 볼턴 (WHO) 는 작업장의 이윤과 아내의 재산을 매각한 수입을 증기 기관 개선에 투자한다. 와트는 또한 다른 사람들이 증기 기관의 발명을 개선한 덕분이다. 예를 들어, 존 윌킨슨이 1775 년에 발명한 보링 머신은 원통의 정확도를 높이는 데 큰 역할을 했습니다. 반복적인 실험을 거쳐 와트는 그의 원래 디자인을 크게 개선하여 1882 년에 복식 증기기관을 발명했다. 이전의 단증기기관은 왕복 운동만 할 수 있었고, 뉴코문의 기계와 많은 유사점이 있었다. 주로 물을 올리는 데 사용되며 적용 범위가 제한되어 있습니다. 복식 증기기관은 증기를 이용하여 일을 하고, 양쪽에서 교대로 피스톤을 밀고, 편심바퀴와 크랭크를 이용하여 직선 운동을 회전 운동으로 바꾼다. 그는 또한 원심 총재를 발명하여 운행 속도를 자동으로 통제했다. 이러한 개선으로 와트의 증기기관은 효율을 높일 뿐만 아니라 만능 만능동력기가 되어 각종 기계의 동력이 될 수 있다. 소호 공장은 먼저 송풍기, 압연기, 증기망치를 구동하는 신형 증기기관을 장착했다. 이런 새 기계는 아주 빠르게 보급되었다. 그것은 밀가루 공장의 밀가루 연마, 제철소의 폭발, 맥주 공장의 맥아 연마, 도자기 공장의 부싯돌 분쇄, 설탕 공장의 사탕수수 분쇄에 사용된다. 1785 년 노팅엄의 셰르 면방직 공장에 증기기관이 설치되면서 방직업의 주요 추진력이 되었다. 증기 기관의 수륙 교통에서의 응용은 증기 터빈과 기차의 발명으로 이어졌고, 교통수송은 깊은 혁명을 일으켜 증기선과 철도 시대로 접어들었다.
와트의 발명은 특허의 보호를 받았고, 와트-볼턴 회사는 당시 유일하게 증기기관을 공급했던 제조업체가 되었고, 증기기관은 그 회사의 주요 제품이 되었다. 1775- 1880 기간 동안 회사는 증기 기관 173 대를 생산했으며, 이 중 방직 업종은 93 대, 채굴업계 52 대, 야금업계 28 대를 생산했다. 19 세기가 시작되기 전에 영국은 이미 1200- 1330 대의 증기기관을 생산했고, 각각 평균 전력은15-/Kloc 이다 이 신형 동력 기계는 곧 유럽 대륙, 북미 및 기타 지역으로 전파되었다.
증기 기관 제조 초기에는 주로 수공업 생산 모델로 생산 속도가 느리며, 기계의 품질은 장인의 기술 수준에 의해 결정되며, 신뢰성이 떨어지고 비용이 높아 사회의 수요를 충족시킬 수 없다. 증기 엔진을 대규모로 생산하기 위해서는 단조와 금속 절삭을 위한 작업기계가 필요하여 기계 제조업의 발전을 촉진시켰다.
와트의 증기기관은 공업혁명을 계기로 한 현대공장 공업에 효율적이고 믿을 수 있는 동력기계를 제공했다. 그것은 공업을 수력과 바람 등 자연력에 대한 의존에서 벗어나게 하여 생산이 더 이상 기후변화의 영향을 받지 않게 하고, 공장은 원료 공급, 시장, 교통조건이 좋은 지역에 건설되어 도시의 발전을 촉진시킬 수 있다. 인근 관련 공업부문으로 시정시설이 완비되고 생산공급과 판매가 맞물려 공업투자 효율을 높이고 각 업종의 전면적인 발전을 촉진시켰다. 따라서 증기 기관의 발명은 획기적인 의의를 가지고 있다. 그것은 영국 산업 혁명의 완성과 세계 다른 지역의 산업 혁명의 과정을 가속화하고 생산력 발전의 전례 없는 비약을 실현하였다. 그래서 19 세기는' 증기기관 시대' 라고 불린다.
와트는 증기기관을 발명했을 뿐만 아니라 비중계와 편지 복사기도 발명했다. 그는 처음으로 프로펠러 대신 프로펠러로 선박을 추진할 것을 제안했고, 처음으로' 마력' 을 동력을 계산하는 단위로 사용했다.
와트의 걸출한 업적은 국내외의 높은 평가와 칭찬을 받았다. 유명한 버밍엄 신월회에 의해 회원으로 받아들여지고, 1785 가 왕립학회 회원으로 당선되고, 1806 은 글래스고 대학교 법학 박사 학위를, 18 14 는 프랑스 과학원에 의해 외국인 회원으로 받아들여졌다 와트는 18 19 년에 세상을 떠나 웨스트민스터 교회에 묻혔다. 후세 사람들은 그를 기념하기 위해 그의 이름' 와트' 를 일의 측정 단위로 사용했고, 와트의 이름은 영원히 세계 유명 발명가의 역사책에 기재되었다.