James Watt sinh ngày 19/1/1736 tại một thị trấn ven biển Greenock ở Scotland. Cha của ông là một chủ tàu và là thợ đóng tàu thành đạt. Mẹ ông xuất thân từ một gia đình quyền quý. Ông nội của James Watt là một nhà toán học và là hiệu trưởng trường địa phương. Vì thế, cậu bé James từ nhỏ được dạy dỗ rất cẩn thận.
Mặc dù có năng khiếu toán học từ nhỏ, James Watt không thể đến trường vì sức khoẻ yếu. Thay vào đó, Watt ở nhà và học hỏi những kỹ năng liên quan đến kỹ thuật cơ khí.
Cậu bé Watt là một người ham đọc sách và luôn tìm thấy điều thú vị trong mỗi cuốn sách. Đến năm 6 tuổi, Watt đã giải được các bài toán hình học và sử dụng ấm pha trà của mẹ mình để tìm hiểu về hơi nước.
Ở tuổi thiếu niên, James Watt bắt đầu bộc lộ khả năng của mình, đặc biệt là về toán học. Trong thời gian rảnh rỗi, Watt vẽ phác thảo bằng bút chì, chạm khắc và làm việc trên băng ghế dụng cụ bằng gỗ và kim loại. Watt đã tạo ra nhiều mô hình cơ khí khéo léo và rất thích giúp cha mình sửa chữa các thiết bị.
Năm 17 tuổi, mẹ của James Watt qua đời và công việc kinh doanh của cha khi ấy không còn phát triển như trước. Watt đã dành 1 năm ở London để nghiên cứu sản xuất các công cụ toán học trước khi trở về Scotland để thành lập doanh nghiệp ở Glasgow. Nhưng vì Watt không trải qua 7 năm học việc, kế hoạch của ông đã bị cản trở. Thay vào đó, một giáo sư tại Đại học Glasgow đã sắp xếp cho Watt mở xưởng trong trường.
James Watt thời trẻ. Ảnh: Getty Images
James Watt bắt đầu tiếp xúc với thí nghiệm hơi nước từ đầu những năm 1760. Đại học Glasgow khi ấy có một mô hình hơi nước kiểu Newcomen không hoạt động. Watt đã nghiên cứu trên động cơ mô hình vào năm 1963 và cố gắng giúp nó hoạt động trở lại.
Trong quá trình này, Watt phát hiện ra vấn đề hơi nước ngưng tụ trong cùng một xi-lanh. Ông tính toán rằng 80% năng lượng trong hơi nước bị lãng phí khi làm nóng xi-lanh trong mỗi chu kỳ. Cải tiến của ông là để hơi nước ngưng tụ trong một bình chứa riêng biệt, để cho phép xi-lanh nóng trong suốt quá trình hoạt động.
Động cơ hơi nước do James Watt cải tiến. Ảnh: Getty Images
Đến năm 1765, cải tiến của ông được hoàn thành và đã chứng minh được vấn đề, mang lại hiệu quả đáng kể so với động cơ Newcomen đơn giản. Nhưng phải mất một thập kỷ nữa để động cơ đầy đủ đầu tiên được ra đời.
Trên đường đến London để xin cấp bằng sáng chế vào năm 1768, Watt đã gặp Matthew Boulton, chủ sở hữu của một công ty sản xuất ở Birmingham có tên là Xưởng sản xuất Soho với các mặt hàng kim loại nhỏ.
Matthew Boulton là người vừa có cơ sở vật chất, vừa có kiến thức sâu rộng về ngôn ngữ và khoa học. Chính vì thế, Watt bắt tay hợp tác với Boulton để sản xuất các động cơ của ông.
Những thập kỷ tiếp theo, công ty Boulton & Watt đã thực hiện một loạt cải tiến quan trọng đối với động cơ hơi nước của họ. Đến giữa những năm 1780, động cơ của họ có hiệu suất gấp 5 lần so với động cơ Newcomen. Những cỗ máy hơi nước mà Watt chế tạo ngày càng tân tiến hơn và cung cấp một lượng lớn ra thị trường.
Năm 1782, cỗ máy hơi nước chuyển động song hướng do Watt nghiên cứu và chế tạo chính thức ra đời và được cấp bằng sáng chế độc quyền. Năm 1784, loại máy hơi nước nằm cũng được xác nhận quyền sáng chế. Máy hơi nước ngày càng có tính thực dụng và được dùng rộng rãi được gọi là “máy hơi nước vạn năng”.
Đến năm 1790, sau khi đã cải tiến, bổ sung nhiều bộ phận, Watt đã hoàn thành toàn bộ quá trình chế tạo máy hơi nước của mình. Và đây là một bước nhảy vọt trong kỹ thuật sản xuất của nhân loại, là một dấu mốc cho “thời đại máy hơi nước”.
Từ thời điểm đó trở đi, công ty của Boulton & Watt đã có thể sản xuất nhiều loại động cơ hoạt động được với các ứng dụng trong thế giới thực. Những cải tiến và bằng sáng chế mới đã được ứng dụng cho các loại máy có thể được sử dụng để mài, dệt và xay xát. Động cơ hơi nước còn được đưa vào sử dụng để vận chuyển trên đường bộ và dưới nước. Gần như mọi phát minh thành công và quan trọng đã đánh dấu lịch sử của năng lượng hơi nước trong nhiều năm đều bắt nguồn từ các xưởng của Boulton & Watt.
Xưởng của James Watt ở Heathfield, nơi ông sống từ năm 1790 cho đến khi qua đời. Ảnh: Getty Images
Watt đã nghỉ việc sản xuất động cơ hơi nước vào năm 1800, nhưng vẫn tiếp tục nghiên cứu các phát minh trong một số lĩnh vực. Nhìn vào cuộc sống ngày nay, chúng ta có thể nhận thấy tác động to lớn của cuộc Cách mạng Công nghiệp. Do đó, James Watt cũng được tôn vinh là một trong những nhân vật có tầm ảnh hưởng đến lịch sử nhân loại và được phong nhiều tước hiệu danh giá.
Năm 1819, Watt từ trần, hưởng thọ 85 tuổi. Những phát minh của Watt đã thúc đẩy cuộc Cách mạng Công nghiệp và những đổi mới của thời hiện đại, từ ô tô, tàu hỏa và tàu hơi nước cho đến các nhà máy, chưa kể đến các vấn đề xã hội phát sinh từ đó. Ngày nay, tên của Watt gắn liền với đơn vị đo lường, với đường phố, viện bảo tàng và trường học. Câu chuyện của ông đã truyền cảm hứng cho những cuốn sách, bộ phim và tác phẩm nghệ thuật.
Tổng hợp
