A primeira referência à máquina a vapor encontra-se no período helenístico com as obras de Garça de Alexandria. Depois, fala-se em experimentos para aproveitar a expansão do vapor.
Era uma esfera oca de metal cheia de água, com braços tangenciais ao orifício de saída: quando a água é aquecida, ela vaporiza e o vapor d'água sai dos orifícios, através da rotação da própria bola.
Quem inventou a máquina a vapor?
Nem um único inventor da máquina a vapor, nem uma data exata para a criação da máquina a vapor podem ser determinados . Isso ocorre porque a evolução histórica da máquina a vapor é muito longa e um protótipo não foi criado de uma vez.
A máquina a vapor foi se criando aos poucos e sua criação passou pelas mãos de muitos inventores, que a aprimoraram gradativamente e adaptaram às circunstâncias sociais, econômicas e políticas de cada período histórico.
Primeiros experimentos de máquina a vapor
No início do século XVII, os experimentos de Giovanni Battista della Porta foram capazes de usar a força do vapor como força motriz.
O engenheiro de Salomon de Caus também conduziu experimentos com máquinas a vapor semelhantes aos de Della Porta. Em 1615, Alomon Caus publicou um tratado sobre seu sistema contendo uma bomba a vapor.
Em tempos mais recentes, as primeiras aplicações do vapor podem ser rastreadas até os experimentos de Denis Papin e sua panela de pressão de 1679. Nesse experimento, ele apresentou ideias sobre como desenvolver o uso do vapor.
Origem da primeira máquina a vapor
Experimentos subsequentes para usar o vapor ocorreram no início do século 18, especialmente para bombear água de minas.
O bombeamento da água era realizado por meio do sistema idealizado em 1698 por Thomas Savery, utilizando o vácuo criado pela condensação do vapor introduzido em um recipiente.
Com este experimento foi possível elevar a água a aproximadamente 10 m de altura. Além disso, graças à invenção do sistema cilindro-pistão, foi possível converter a energia do vapor em um movimento mecânico.
A máquina a vapor de Newcomen
O primeiro exemplo de aplicação industrial deste conceito é a máquina a vapor Thomas Newcomen de 1705. A máquina de Newcomen era grande, mas não excessivamente potente e cara. Ele só conseguia fazer um movimento para frente e para trás. Por isso, é utilizado para extrair água das minas.
No início, a máquina a vapor funcionava à pressão atmosférica, então fornecia potência muito baixa e os motores tinham que ser enormes. Para instalação em veículos automotores, portanto, era necessário um projeto de motor a vapor menor e mais leve para a mesma potência.
Aparecimento de motores a vapor de alta pressão
Este problema levou à criação de motores a vapor de alta pressão. Em motores a vapor de alta pressão, a pressão aumenta dentro da caldeira.
Este objetivo foi alcançado posteriormente com a invenção do condensador externo. No condensador externo, a distribuição das gavetas e o mecanismo manivela possibilitaram a conversão do movimento linear em movimento rotacional.
Esse recurso levou a um uso geral no transporte e na indústria. Os méritos de tal evento são atribuídos ao engenheiro escocês James Watt em 1765.
A invenção de Watt teve várias vantagens:
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Custo mais baixo
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Dimensões menores
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Menor consumo de energia
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Maior potência.
A máquina a vapor na indústria
A máquina a vapor, permitiu ter uma potência maior do que se poderia obter com os recursos até então disponíveis. Essa evolução desempenhou um papel fundamental na revolução industrial.
O desenvolvimento da máquina a vapor facilitou a extração e o transporte do carvão. A redução dos custos de exploração do carvão contribui para diminuir os custos do uso da máquina a vapor. A segunda aplicação da máquina a vapor foi para mover foles em fundições em 1776, enquanto em 1787 também era usada para fiar roupas de algodão.
