ஜேம்ஸ் வாட்
நாம் இயந்திர உலகில் வாழ்ந்துவருகிறோம். வீடுகள் தொடங்கி பெரும் ஆலைகள்வரை இயந்திரங்களே ஆட்சி செய்கின்றன. இந்த நிலை உருவாவதற்கு இங்கிலாந்தில் நிகழ்ந்த தொழிற்புரட்சி முக்கியக் காரணம்.
ஐரோப்பியக் கண்டம் குளிரில் நடுங்கும் பூமி. இதனால் வீடுகளை வெப்பமூட்ட விறகுகள் தேவை. 17ஆம் நூற்றாண்டில் விறகுக்காக இங்கிலாந்தின் பெரும்பாலான காடுகள் அழிக்கப்பட்டன.
வெளிநாடுகளில் இருந்த மரங்களை இறக்குமதி செய்யும் நிலை ஏற்பட்டது. இந்த நேரத்தில் விறகுக்கு மாற்றாக அமைந்தது நிலக்கரி. பல்வேறு இடங்களில் நிலக்கரி கிடைத்ததால், அவற்றைத் தோண்டி எடுத்து விற்பனை செய்யத் தொடங்கினர்.
ஆனால் நிலக்கரியைத் தோண்டத் தோண்ட நிலத்தடி நீர் சுரங்கத்துக்குள் புகுந்து வேலையைக் கடினமாக்கியது. சுரங்கத்திலிருந்து நீரை இறைக்க, கயிறுகட்டிய வாளிகளும், அதை இழுக்க மாடுகளும் பயன்பட்டன. ஆனாலும் சுரங்கநீரைப் போதுமான அளவு அகற்ற முடியவில்லை. அப்போதுதான் தாமஸ் சேவரி (Thomas Savery) ஓர் இயந்திரத்தை உருவாக்கினார்.
நீராவியின் விசையால் இயங்கும் இயந்திரம் அது. இந்த இயந்திரத்திலுள்ள பாய்லரில் நீர் சூடாக்கப்படும். அப்போது எழும் நீராவி, பாய்லருடன் பொருத்தப்பட்டிருக்கும் சிலிண்டருக்குள் சென்று அதனுடன் இணைக்கப்பட்டிருக்கும் பிஸ்டனைத் தள்ளும்.
அந்த பிஸ்டன் மேலே செல்லும்போது கயிற்றில் கட்டப்பட்டிருக்கும் வாளி சுரங்கத்துக்குள் சென்று நீரை நிரப்பும். இதன்பின் சிலிண்டரில் குளிர்ந்த நீரை ஊற்ற வேண்டும். இதனால் நீராவி வெப்பம் இழந்து நீராக மாறும்.
அப்போது அழுத்தம் குறைவதால் பிஸ்டன் இழுக்கப்பட்டு அதனுடன் கட்டப்பட்டிருக்கும் வாளி மேலே வரும். இதுதான் அந்த இயந்திரம் இயங்கும் விதம். இதில் சில பிரச்சினைகள் இருந்தன. ஒவ்வொரு முறையும் பிஸ்டன் இயங்க குளிர்ந்த நீரை மனிதர்கள்தான் ஊற்ற வேண்டும்.
ஆனாலும் இந்த இயந்திரம் பெரும் வரவேற்பைப் பெற்றது. பலர் உரிமம் பெற்று இந்த இயந்திரத்தை விற்றனர். அதில் ஒருவர் தாமஸ் நியூகோமன். இவர் விற்பனை மட்டும் செய்யாமல், அந்த இயந்திரத்தைச் சீர்ப்படுத்தவும் செய்தார்.
பிஸ்டன் இயங்கும் விதத்தில் சில மாறுதல்கள் செய்து மனிதர்கள் உதவி இல்லாமல் தானாகவே குளிர்ந்த நீரைக் கொண்டு நீராவியின் இயக்கம் மாறும்படிச் செய்தார்.
இது சாவேரியின் இயந்திரத்தைவிடப் பெரிய வெற்றி பெற்றது. ஆனாலும் இந்த இயந்திரத்தில் ஒரு பிரச்சினை இருப்பதை ஒருவர் கண்டறிந்தார்.
அதைச் சீர் செய்து புதிய இயந்திரமாகவும் மாற்றினார். அந்தப் புதிய இயந்திரம் இங்கிலாந்தின் தொழிற்புரட்சிக்கு வித்திட்டது. அதைச் செய்தவர் ஜேம்ஸ் வாட் (James Watt).
வாட் ஸ்காட்லாந்தில் பிறந்தவர். 18 வயதில் லண்டன் சென்று சிறு கணித இயந்திரங்கள் உருவாக்குவதற்கும், பழுது பார்ப்பதற்கும் கற்றுக் கொண்டார்.
பின்னர் நியூகோமனின் இயந்திரம் அறிமுகமானது. நியூகோமன் இயந்திரத்தைப் பழுதுபார்க்கும் போது, அந்த இயந்திரம் நீராவியைச் சூடாக்குவதன் மூலமும் குளிர்விப்பதன் மூலமும் இயங்குகிறது எனப் புரிந்துகொண்டார்.
ஆனால் இவை இரண்டுமே ஒரே சிலிண்டரில் நடைபெறுவதால் ஒவ்வொரு முறையும் நீரைக் குளுமைப்படுத்தி மீண்டும் சூடாக்க அதிக எரிபொருள் வீணாகிறது என்று உணர்ந்தார்.
இதை எப்படிச் சரிசெய்யலாம் என்று யோசித்தபோது, வாட்டுக்கு ஜோசப் ப்ளாக் அறிமுகம் கிடைத்தது. இவர், தான் கண்டறிந்த மறைவெப்பம் எனும் கருத்தை வாட்டிடம் கூற, இயந்திரத்தைச் சரிசெய்ய வாட் தேடிக்கொண்டிருந்த வழி கிடைத்தது.
அது என்ன மறைவெப்பம்?
ஒரு பொருளை அதன் நிலையில் இருந்து இன்னொரு நிலைக்கு மாற்றுவதற்கு வேண்டிய வெப்பத்தைத்தான் மறைவெப்பம் (Latent Heat) என்கிறோம். தண்ணீரைச் சுடவைக்கிறோம். அது 100 டிகிரி செல்சியஸை எட்டியவுடன் உடனே நீராவியாக மாறாது. அதை நீராவியாக மாற்றுவதற்குக் கூடுதல் வெப்பம் தேவை.
இந்தக் கூடுதல் ஆற்றல்தான் மறைவெப்பம். இந்தக் கருத்தை நியூகோமன் இயந்திரம் இயங்கும் விதத்தில் பொருத்திப் பார்த்தார் வாட். நியூகோமன் இயந்திரத்தில் நீராவி சிலிண்டரில் செலுத்தப்படும்போது பிஸ்டன் கீழ்நோக்கிச் செல்கிறது.
மீண்டும் குளிர்ந்த நீரை விட்டு நீராவியைக் குளிர்விக்கும்போது வெற்றிடம் உருவாகி பிஸ்டன் மேல்நோக்கி வருகிறது. இந்தச் செயல்பாட்டினால்தான் சுரங்கத்திலுள்ள நீர் வெளி வருகிறது. இதில் உள்ள பிரச்சினை, ஒவ்வொரு முறை நீராவியைக் குளிர்விக்கும்போதும் சிலிண்டர் குளிர்கிறது.
இதனால் வெளியில் இருந்து புதிதாக நீராவி செலுத்தப்படும்போது குளிர்ந்த சிலிண்டரால் அந்த நீராவியின் மறை வெப்பமும் குறைகிறது. அதனைச் சூடாக்க மேலும் எரிபொருள் தேவைப்படுகிறது.
இதற்குப் பதில் நீராவி செலுத்தப்படும் சிலிண்டரைக் குளுமைப்படுத்தாமல், அதற்கு என்று தனி சிலிண்டரை அமைத்தால், நீராவி முதல் சிலிண்டரில் நுழைந்து இரண்டாவது சிலிண்டருக்குச் சென்று குளிரும். முதல் சிலிண்டர் எப்போதும் சூடாகவே இருக்கும்.
இதனால் பெரும் அளவில் எரிபொருள் செலவு குறையும். இந்த மாற்றத்தைத்தான் செய்தார் வாட். இதுவே ‘வாட் நீராவி இயந்திரம்’ என அறியப்படுகிறது. 1775இல் தனது கண்டுபிடிப்புக்கு 25 வருடக் காப்புரிமை வாங்கினார் வாட்.
இதன்பின் இங்கிலாந்து முழுவதும் வாட் நீராவி இயந்திரம் புழக்கத்துக்கு வந்தது. மாவு அரைக்கும் ஆலைகள், காகித ஆலைகள், நெசவாலைகள் எனப் பல ஆலைகளிலும் வாட் இயந்திரத்துக்கு வரவேற்பு கிடைத்தது. இந்த ஆலைகளில் அதுவரை குதிரைகள்தான் இயந்திரங்களை இயக்கிவந்தன.
ஆலை அதிபர்களிடம் இயந்திரத்தின் ஆற்றல் 8 குதிரைக்குச் சமம், 10 குதிரைக்குச் சமம் என்று ஜேம்ஸ் வாட் கூறினார். இதுவே ‘குதிரை சக்தி’ என்கிற அளவுகோலாக மாறியது. பிற்காலத்தில் இயந்திர சக்தியின் அளவுக்கு ‘வாட்’ என்றே பிரிட்டன் அரசின் அறிவியல் கழகம் அலகிட்டது.
வாட் இயந்திரத்தின் வருகை தொழிற்சாலை உற்பத்தி, போக்குவரத்து எல்லாவற்றையும் மாற்றியது. பிரிட்டன் உலகின் வல்லரசாக மாறியது. இதைத்தான் நாம் ‘தொழிற்புரட்சி’ என்கிறோம்.
(திருப்புமுனையைக் காண்போம்)
- tnmaran25@gmail.com
