Machine History

Web de física

La màquina de vapor

Una màquina de vapor és un motor de combustió externa que transforma la energia tèrmica de una quantitat d’aigua en energia mecànica.

Té un funcionament bàsic. L’aigua líquida entra a la caldera i s’escalfa fins a convertir-se en vapor d’aigua. Quan aquest assoleix una certa pressió, arriba a l’interior del cilindre on el vapor empeny el pistó i el mou cap a un costat.

La vàlvula corredissa canvia automàticament de costat perquè el vapor d’aigua entri per l’altre. D’aquesta manera, mentre el pistó es mou en la direcció oposada, el vapor del cilindre és empès cap al tub de sortida. Gràcies al sistema de transmissió de moviment, el procés es repeteix contínuament, cosa que pot fer girar el volant i fer funcionar la màquina a la qual ha de donar moviment.

Una vegada que el vapor d’aigua surt del cilindre, es dirigirà al condensador on l’aigua torna al seu estat líquid per tornar a fer el circuit.

Màquina de vapor en el manuscrit d’Heró d’Alexandria (civilització grega)

La seva història és molt llarga i el seu procés de creació és molt lent. La van anar millorant i adaptant a la societat, l’economia i la política de cada període històric. No es pot especificar la data exacta en què es creà la màquina de vapor ni es pot associar a un sol creador.

Es sap que el primer rastre conegut va ser trobat entre les relíquies de la civilització grega. La  primera màquina de vapor va ser desenvolupada al 1633 i s’atribueix la seva creació a Eduard Somerset. Però qui va inventar la màquina de vapor que va revolucionar al món, va ser l’enginyer escocès James Watt.

Aquest invent es va començar a utilitzar a la indústria i el transport, substituint els motors tradicionals de l’època com els animals remolcats, molins o energia humana.

Màquina de Newcomen

El rendiment de la màquina de vapor mai ha estat molt alt, però ha millorat amb el desenvolupament del motor.

Al principi, la màquina de vapor de Newcomen va tenir un gran èxit, tot i que el seu rendiment era baix, es desgastava amb molta facilitat i les peces havien de ser substituïdes amb freqüència. Durant el refredament de l’aigua del cilindre, es perdien tres quartes parts del combustible en forma de calor.

Quan Watt va actualitzar la màquina, va separar l’aigua de refrigeració de la zona on es trobava el cilindre. D’aquesta manera, va augmentar el rendiment en un factor de quatre i va afegir altres canvis, com ara la vàlvula de bobina, que va arribar a assolir un rendiment cinc vegades més alt que la màquina Newcomen.

Tanmateix, el rendiment de la màquina de vapor mai no ha assolit el rendiment del motor que fem servir avui en dia, que és un dels motius de la seva desaparició.

Llicència de Creative Commons
Aquesta obra està subjecta a una llicència de Reconeixement 4.0 Internacional de Creative Commons