Dzisiaj powszechnie wiadomo, że termin „moc” odnosi się do mocy silnika. Doszliśmy do wniosku, że samochód z silnikiem o mocy 400 koni mechanicznych będzie jechał szybciej niż samochód z silnikiem o mocy 130 koni mechanicznych. Ale z całym szacunkiem dla szlachetnego wierzchowca niektóre zwierzęta są silniejsze. Dlaczego, na przykład, nie chwalimy się dzisiaj „siłą wołu” lub „siłą napędową” naszego silnika?
Szkocki inżynier James Watt wiedział, że dobrze mu poszło pod koniec lat 60. XVII wieku, kiedy wymyślił znacznie ulepszoną wersję pierwszego dostępnego na rynku silnika parowego Thomas Newcomen zaprojektował w 1712 roku. Dodając osobny skraplacz, konstrukcja Watt wyeliminowała ciągłe marnowanie węgla w cyklach chłodzenia i podgrzewania wymaganych przez silnik parowy Newcomen.
Poza tym, że był utalentowanym wynalazcą, Watt był również oddanym realistą. Wiedział, że aby odnieść sukces ze swojej pomysłowości, musiał sprzedać swój nowy silnik parowy - wielu ludziom.
Watt więc wrócił do pracy, tym razem „wynalazł” prosty sposób na wyjaśnienie mocy swojego ulepszonego silnika parowego w sposób, który jego potencjalni klienci mogliby łatwo zrozumieć.
Wiedząc, że większość osób, które posiadały silniki parowe Newcomen, używała ich do zadań polegających na ciągnięciu, pchaniu lub podnoszeniu ciężkich przedmiotów, Watt przypomniał sobie fragment wczesnej książki, w której autor obliczył potencjalną moc wyjściową mechanicznych „silników”, które mogłyby być wykorzystane do zastąpienia koni takie prace.
W swojej książce z 1702 roku Przyjaciel górnika, Angielski wynalazca i inżynier Thomas Savery napisał: „Tak, aby silnik, który podniesie tyle samo wody, co dwa konie, pracując razem jednocześnie w takiej pracy może zrobić i dla której musi być stale utrzymywanych dziesięć lub dwanaście koni za to samo. Mówię wtedy, że taki silnik może być wystarczająco duży, aby wykonać pracę wymaganą przy zatrudnianiu ośmiu, dziesięciu, piętnastu lub dwudziestu koni, aby był stale utrzymywany i utrzymywany do wykonywania takiej pracy… ”
Po przeprowadzeniu bardzo trudnych obliczeń, Watt postanowił twierdzić, że tylko jeden z jego ulepszonych silników parowych może wytworzyć wystarczającą moc, aby zastąpić 10 koni ciągnących wózki - lub 10 „koni mechanicznych”
Voila! Gdy biznes Watta rozwijał się gwałtownie, jego konkurenci zaczęli reklamować moc swoich silników w „mocy”, dzięki czemu termin ten jest standardową miarą mocy silnika, która jest nadal używana.
W 1804 roku silnik parowy Watta zastąpił silnik Newcomen, co doprowadziło bezpośrednio do wynalezienia pierwszej lokomotywy napędzanej parą.
No i tak, termin „wat”, jako standardowa jednostka miary mocy elektrycznej i mechanicznej, która pojawia się prawie we wszystkich sprzedawanych dziś żarówkach, został nazwany na cześć tego samego Jamesa Watta w 1882 roku.
Watt przegapił prawdziwą „moc”
Oceniając swoje silniki parowe na „10 koni mechanicznych”, Watt popełnił niewielki błąd. Oparł swoją matematykę na mocy kucyków szetlandzkich lub „dołkowych”, które ze względu na ich niewielkie rozmiary były zwykle używane do ciągnięcia wozów przez szyby kopalni węgla.
Dobrze znane obliczenia w tym czasie, że jeden kucyk mógł ciągnąć jeden wózek wypełniony 220 funtami węgla 100 stóp w górę szybu w ciągu 1 minuty, czyli 22 000 funtów-stóp na minutę. Watt błędnie założył, że zwykłe konie muszą być co najmniej o 50% silniejsze niż kucyki, co daje jedną moc równą 33 000 funtów / stopę na minutę. W rzeczywistości standardowy koń ma tylko nieco większą moc niż kucyk lub jest równy około 0,7 koni mechanicznych mierzonych dzisiaj.
W słynnym wyścigu koni vs. Steam, Horse Wins
We wczesnych czasach amerykańskiego kolei lokomotywy parowe, takie jak te oparte na parze Watta silnik, uznano za zbyt niebezpieczny, słaby i niewiarygodny, aby można było mu zaufać w transporcie ludzi pasażerowie. Wreszcie w 1827 r. Firma Baltimore and Ohio Railroad, B&O, otrzymał pierwszą amerykańską kartę przewozową zarówno do przewozu ładunków, jak i pasażerów lokomotywami napędzanymi parą.
Pomimo posiadania karty, B&O starało się znaleźć silnik parowy zdolny do jazdy po stromych wzgórzach i nierównym terenie, zmuszając firmę do polegania głównie na pociągach konnych.
Na ratunek przybył przemysłowiec Peter Cooper, który zaproponował zaprojektowanie i zbudowanie, bez żadnych opłat dla B&O, lokomotywy parowej, która, jak twierdził, sprawiłaby, że wagony konne stały się przestarzałe. Stworzenie Coopera, słynny „Tomcio Paluch”Stała się pierwszą amerykańską lokomotywą parową poruszającą się na komercyjnie eksploatowanej publicznej linii kolejowej.
Zgodnie z projektem Coopera, Tom Thumb był lokomotywą na cztery koła (0-4-0) z pionowym kotłem wodnym opalanym węglem i pionowo zamontowanymi cylindrami napędzającymi koła na jednej z osi. Ważąca około 810 funtów lokomotywa charakteryzowała się wieloma improwizacjami, w tym rurami kotłowymi wykonanymi z luf karabinowych.
Oczywiście za pozorną hojnością Coopera krył się motyw. Właśnie zdarzył się, że posiadał akr na akr ziemi położonej wzdłuż proponowanych tras B & O, o wartości które wzrosłyby wykładniczo, gdyby linia kolejowa napędzana lokomotywami parowymi Tom Thumb osiągnąć sukces.
28 sierpnia 1830 r. Tom Thumb Coopera przechodził testy wydajności na torach B&O poza Baltimore w stanie Maryland, kiedy koński pociąg zatrzymał się obok na sąsiednich torach. Spoglądając na maszynę parową z lekceważącym spojrzeniem, kierowca konnego pociągu rzucił wyzwanie Tomowi Kciukowi na wyścig. Widząc, że wygrał takie wydarzenie jako świetną i bezpłatną wizytówkę swojego silnika, Cooper chętnie się zgodził i wyścig się rozpoczął.
Tom Thumb szybko parował do dużej i rosnącej smyczy, ale kiedy jeden z jego pasów napędowych pękł, zatrzymując lokomotywę parową, stary niezawodny pociąg konny wygrał wyścig.
Podczas gdy przegrał bitwę, Cooper wygrał wojnę. Kierownictwo B&O było pod takim wrażeniem prędkości i mocy jego silnika, że postanowili zacząć korzystać z jego lokomotyw parowych we wszystkich swoich pociągach.
Chociaż przewoził pasażerów do co najmniej marca 1831 r., Tom Thumb nigdy nie został oddany do regularnej służby handlowej i został uratowany na części w 1834 r.
B&O stało się jedną z największych i odnoszących największe sukcesy finansowe kolei w Stanach Zjednoczonych. Peter Cooper, odnosząc znaczne zyski ze sprzedaży swoich silników parowych i gruntów na tory kolejowe, miał długą karierę jako inwestor i filantrop. W 1859 r. Pieniądze przekazane przez Coopera zostały wykorzystane na otwarcie Cooper Union for Advancement of Science and Art w Nowym Jorku.