Mesin Uap

Mesin Uap - Wikipedia.org

Mesin uap sudah ada sejak dahulu, bahkan jauh lebih lama dari yang mungkin diduga orang. Hero dari Alexandria, seorang ilmuan Yunani, pertama kali menggunakannya untuk membuka pintu kuil. Ia membangun sesuatu yang pada prinsipnya merupakan turbin reaktor, di mana air dipanaskan dan uap dikeluarkan melalui dua cerobong uang membalikkan turbin dan membuka pintu.

Namun baru ratusan tahun setelahnya, yaitu 1698, Thomas Savery, seorang insinyur militer Inggris, mengambil paten atas pompa untuk menaikkan suhu air dengan, seperti dijelaskannya, “kekuatan dorongan api”.

Savery terdiri menggunakan hasil karya seorang Prancis bernama Denis Papin untuk membuat “mesin uap” primitif ini. Papin adalah pencipta peranti masak cepat. Ia juga orang pertama yang menyadari bahwa air bisa ditarik ke atas dalam selang tertutup, yang dikenal dengan sebutan “pipa pengisap”.

Savery berencana menggunakan prinsip ini untuk menciptakan alat yang bisa menarik air, yang selalu menjadi masalah, keluar dari tambang batu bara. Ia membangun alat yang terdiri atas ketel yang terhubung dengan sepasang wadah, katup, dan keran yang dioperasikan dengan tangan. Alat ini bekerja, tetapi memiliki beberapa kekurangan antara lain hanya bisa mengambil air sampai sekitar 6,1 meter, bukan sebuah nilai tambah bagi tambang yang terletak ratusan meter di bawah tanah.

 Dibutuhkan Thomas Newcomen, seorang Inggris, untuk mengembangkan sebuah mesin yang akan menjadi sangat penting dalam Revolusi Industri. Tujuan Newcomen adalah mengembangkan mesin yang bisa digunakan untuk menjaga air agar tidak masuk ke dalam tambang timah di Cornwall, yang sering kali terkena banjir. Pekerjaan ini dilakukan dengan menggunakan kuda, tetapi ini adalah solusi yang mahal.

Untuk menciptakan mesin yang dapat melakukannya, Newcomen menggunakan salah satu gagasan Papin, yang bekerja di jalur yang sama dengan motor pembakaran internal; yaitu, uap diperangkap dalam silinder dan mendorong piston untuk bergerak. Papin sesungguhnya telah membangun model kerja yang memasukkan gagasan ini, tetapi tidak seorang pun, termasuk Papin, yang mampu melihat potensinya.

Newcomen menciptakan sebuah mesin yang bekerja, tetapi ada masalah besar: Mesin ini membuang energi. Bersama  dengan John Calley, seorang tukang ledeng, ia mengembangkan mesin yang berdasarkan kerja piston, tetapi dalam operasinya tercipta banyak panas, yang berubah menjadi energi. Dalam operasinya, sebuah ketel akan menghasilkan uap yang masuk ke dalam silinder vertikal di bagian atasnya. Uap medorong balok yang menggoyangkan balok lintang berat yang terhubung dengan pompa. Uap kemudian dikondensasi oleh air dalam jumlah tertentu yang masuk ke silinder, meciptakan vakum parsial dan memungkinkan tekanan atmosfer untuk mendorong piston ke bawah lagi.

Energi yang terbuang dihasilkan karena silinder harus didinginkan sebelum bisa dipanaskan lagi. Selain itu, udara dan gas lain terkadang mengumpul dalam silinder dan menghambat operasi mesin. Kemudian, ditambahkan katup yang meningkatkan efisiensi dan mesin ini, walaupun masih memiliki kelemahan, digunakan di seluruh Eropa.

Orang yang menyempurnakan mesin ini, yangn terbukti penting dalam penciptaan tenaga untuk Revolusi Industri, adalah  James Watt.

Watt lahir di Skotlandia, anak seorang pembangun kapal dan pemilik kapal. Ia memiliki keahlian mekanik yang luar biasa dan akhirnya membuka toko tempat ia memperbaiki dan membuat alat-alat.

Pada 1764, Watt pertama kali diperkenalkan pada mesin uap Newcomen ketika ia memeriksa model kerja yang dibawa oleh seorang klien. Analisnya pada mesin itu menunjukkan padanya bahwa apa yang sangat diperlukannya adalah untuk meningkatkan efisiensinya. Untuk melakukannya, ia merancang mesin yang tidak harus dipanaskan dan didinginkan secara bergantian. Komponen kuncinya adalah silinder yang terhubung dengan mesin tetapi kondensasi uap bisa terjadi tanpa memengaruhi performa mesin.

Watt membangun model mesinnya, memperkenalkannya pada 1769 dan menggembar-gemborkannya sebagai cara baru untuk mengurangi “konsumsi uap dan bahan bakar untuk menyalakan mesin”. Dan itulah yang terjadi dan kemudian mengurangi jumlah bahan bakar yang diperlukan hingga 75%.

Watt mematenkan ciptaan barunya karena sangat berbeda dengan Newcomen dan tak lama kemudian pengusaha Matthew Boulton tertarik. Watt, yang bukan seorang pebisnis cerdik, membentuk kemitraan dengan Boulton dan segera mesinnya membuatnya kaya. Di pihaknya, Watt bekerja terus-menerus untuk memperbaiki mesinnya serta menciptakan hal-hal lainnya.

Mesin uap terus dikembangkan selama dan setelah kematian Watt, dan menjadi penting secara signifikan, sebagai tenaga kapal dan kereta api. Watt sangat dihormati selama hidupnya dan nama belakangnya Watt digunakan untuk menggambarkan satu unit daya listrik.

Bagikan Artikel ini