Изобретения 18 века оборудования и приспособлений

Известные изобретения 18 века дали толчок технологической революции следующего столетия с применением машинного оборудования и приспособлениями для прогресса человеческого общества.

Котел, цилиндр и поршень

1704-1712

Английский изобретатель 18 века Томас Ньюкомен и его помощник Джон Кэлли, стеклодув и сантехник прогрессируют в некоторых потенциально прибыльных экспериментах. Они знают о высокой стоимости насосов, которые поднимают воду из медных и оловянных рудников поэтому работают над улучшением парового насоса.

Они совмещают 2 элемента которые отдельно изобретены: поршень французского изобретателя 17 века Дени Папина и паровой насос английского механика Томаса Севери. В простейшем двигателе Ньюкомена поршень связан цепью с большим коромыслом, как двуплечий рычаг. Насос через цепь присоединялся с противоположным концом коромысла. При рабочем ходе поршень поднимается под действием пара.

После этого холодная вода, налитая снаружи, конденсируется в пар и создает вакуум. Вакуум заставляет поршень спуститься в цилиндр. Цепь тащит вниз один конец коромысла, активируя насос на другом конце.

Как это часто бывает в развитии науки и техники именно авария дала новому изобретению стимул для дальнейшего совершенствования. В одном из швов цилиндра появилась трещина. В результате немного холодной воды, чтобы стекать наружу, попала в цилиндр. Она создала вакуум настолько быстрый и настолько сильный что появилась энергия способная двигать коромысло.

С этим событием обнаруживается еще одна особенность парового двигателя. Во всех вновь разработанных двигателях, которые вскоре начинают работать в шахтах Англии, пар конденсируется струей холодной воды, впрыскиваемой в цилиндр.

Первый из работающих двигателей был установлен в 1712 году в угледобывающей шахте возле замка города Дадли. Он успешно работал здесь уже много лет, как первый из многих в горнодобывающих районах Великобритании. Машина, несомненно, нарушает патент механика Томаса Севери, потому что нельзя отрицать, что она работает «по двигательной силе огня». Но отдельно изобретение Томаса Севери не имело большого коммерческого успеха. Изобретатели 18 века пришли к мировому соглашению, подробности которого не известны.

Даже с улучшениями изобретателей эти машины подходят только для медленной неустанной работы в шахтах. Доказательства более широкого потенциала парового двигателя должны будут ждать изобретательского гения Джеймса Уотта. В 1774 г. Джеймса Уотт построил первую паровую машину эффективнее двигателя Ньюкомена.изобретение 18 века

Ртутный термометр

1714-1742

Габриэль Даниэль Фаренгейт, немецкий стеклодув и приборостроитель, работающий в Голландии, заинтересован в улучшении конструкции термометра, который используется уже полвека. Спирт быстро расширяется с повышением температуры с совершенно нерегулярной скоростью расширения. Это создает неточные измерения и техническую проблему дуть стеклянные трубки с очень узкими отверстиями.

К 1714 году Фаренгейт добился больших успехов на техническом фронте, создав два отдельных спиртовых термометра, которые относительно точно показывают нагретость. В этом же году он знакомится с исследованиями французского физика Гийома Амонтона по термическим свойствам ртути.

Ртуть расширяется меньше, чем спирт (примерно в семь раз меньше при том же повышении температуры), но это происходит более последовательно. Он строит первый ртутный термометр, который впоследствии становится стандартным.

Остается проблема, как откалибровать термометр, чтобы показать градусы температуры. Единственным практическим методом является выбор двух температур, которые могут быть установлены независимо друг от друга, пометить их на термометре и разделить промежуточную длину трубки на несколько равных значений.

В 1701 году Ньютон предложил температуру замерзания воды для нижней шкалы и температуру человеческого тела для верхней границы. Фаренгейт, привыкший к холодным зимам Голландии, хочет включать температуру ниже точки замерзания воды. Поэтому он принимает температуру крови для верхней части его шкалы, а температуру замерзания соленой воды для нижней крайности.

Измерение обычно производится кратно 2, 3 и 4, поэтому Фаренгейт делит свою шкалу на 12 секций, каждая из которых делится на 8 равных частей. Это дает ему в общей сложности 96 градусов, ноль является точкой замерзания рассола и 96° (в его несколько неточном чтении) средняя температура крови человека. С его термометром, откалиброванным на этих двух точках, Фаренгейт может давать показания для точки замерзания (32°) и температуры кипения (212°) воды.

Более логичным был швед Андерс Цельсий который предложил в 1742 году свою шкалу. Его стоградусная шкала показывает температуру замерзания и кипения воды как 0° и 100°. Во многих странах эта менее сложная система внедряется более двух столетий. Это была история изобретения термометра.первый ртутный термометр

Хронометр

1714-1766

Изобретения 18 века назрели в части местоопределения. Два столетия океанских путешествий, начиная с первых европейских открытий, сделали все более важным, чтобы капитаны судов — будь то в морском или торговом бизнесе могли точно рассчитать свое положение в любом из морей мира. С помощью простой и древней астролябии звезды показывают широту. Но на вращающейся планете, долгота определяется сложнее. Для определения долготы необходимо знать, сколько времени, прежде чем можно узнать, что это за место.

Важность этого становится очевидной, когда британское правительство в 1714 году предлагает огромный приз в размере 20 000 фунтов стерлингов любому изобретателю 18 века, который сможет придумать часы, способные поддерживать точное время в море.

Условия были достаточно жесткие на то время. Чтобы выиграть приз, хронометр (торжественно научный термин для часов, впервые используемый в документе) должен быть достаточно точным, чтобы вычислить долготу в пределах тридцати морских миль в конце путешествия в Вест-Индию. Это означает, что в бурных морях, сырых соленых условиях и резких перепадах температуры прибор должен терять или набирать не более трех секунд в день — уровень точности, непревзойденный в это время лучшими часами в самых спокойных лондонских гостиных.

Вызов принимает линкольнширский плотник и часовщик самоучка Джон Харрисон (1693-1776). Ему понадобилось почти шестьдесят лет, прежде чем он выигрывает деньги. К счастью, он живет достаточно долго, чтобы забрать их.

К 1735 Гаррисон построил первый хронометр, который он считал соответствующим необходимым стандартам. В течение следующей четверти века он заменяет его тремя улучшенными моделями, прежде чем официально пройдет тест правительства. Его нововведения включают подшипники которые уменьшают трение, утяжеленные балансы соединенные спиральными пружинами для того чтобы уменьшить влияния движения, и использование 2 металлов в балансирной пружине, чтобы справиться с расширением и сужением по изменению температуры.

Первые «морские часы» Гаррисона в 1735 году весят 33 килограмма и почти метр во всех измерениях. Его четвертый экземпляр, изготовленный в 1759 году, больше похож на круглые часы с 15 см в диаметре. Именно этот хронометр выдерживает морские испытания.изобретения 18 века

Изобретатель Лаэннек и стетоскоп

1816-1819

Рене Лаэннек, врач больницы Некер в Париже, специализировался на заболеваниях грудной клетки. Два события 1816 года дают ему представление о значительном вкладе в медицинскую практику.

Гуляя во дворе Лувра, он видит детей, играющих в акустическую игру с длинной веткой. Мальчик царапает по одному концу дерева, его друг другим концом приложенным к уху слышит ясно звук.     Лаэннека посещает пациенткаВскоре после этого Лаэннека посещает пациентка, слишком пухлая, чтобы ее сердцебиение было легко различимо, но слишком молодая, чтобы он мог прижать ухо к груди с приличием. Следуя примеру мальчиков, он закатывает лист бумаги в трубочку. Он мягко кладет один конец на грудь дамы, а другой-на ухо.

Лаэннек удивлен, обнаружив, что через трубку он слышит сердце с гораздо большей ясностью, чем с ухом на груди пациента. Он наткнулся на изобретение 18 века — принцип стетоскопа (от греческого stethos — груди, scopein — наблюдать).

Лаэннек теперь строит полую деревянную трубку длиной около девяти дюймов с концами, предназначенными для плотного прилегания к груди и уху. Он проводит три года, анализируя странные и часто бурные звуки, которые доходят до него, когда пациенты дышат. Поначалу он не может их истолковать. Но он отмечает разнообразие звуков, слышимых у неизлечимо больных пациентов и наблюдает за состоянием их легких и сердца.

С помощью этого средства Лаэннек способен идентифицировать и описать характерные звуки различных стадий бронхита, пневмонии и — что все более важно, как одно из самых распространенных заболеваний XIX века — туберкулеза. Исследования Лаэннека опубликованы в 1819 году в Traité de l’auscultation médiate (Трактат о посреднической Аускультации). Аускультация, или прослушивание тела для диагностических целей, до сих пор всегда было с ухом врача, прижатым к телу пациента. Стетоскоп становится опосредующим инструментом.

Позже изобретением 18 века предложено трубка из резины как более удобная. А в 1852 году вводится знакомая современная версия, позволяющая врачу пользоваться обоими ушами.первый стетоскоп

Контактные линзы

1887

Немецкий физиолог Адольф Фик шлифует стеклянные линзы в 1887 году до очень точной и необычной формы. Они должны точно соответствовать поверхности глаз пациента. Эти изобретения 18 века как пара очков, вместо того, чтобы быть поддержанными на носу, цепляются за глаза.первые контактные линзы

Контактные линзы остаются странностью (и, без сомнения, очень тревожной), пока они не начнут изготавливаться из пластика в 1940-х годах. После этого смелая простая идея немецкого физиолога доказывает свою ценность в ошеломляющем диапазоне адаптаций — таких как мягкие линзы, линзы длительного ношения, одноразовые линзы, линзы для изменения цвета глаз и даже бифокальные заменяющие очки для зрения.