Oggi è diventato noto che il termine "potenza" si riferisce alla potenza di un motore. Siamo arrivati a presumere che un'auto con un motore da 400 cavalli andrà più veloce di un'auto con un motore da 130 cavalli. Ma con tutto il rispetto per il nobile destriero, alcuni animali sono più forti. Perché, ad esempio, non ci vantiamo oggi della "potenza dei buoi" o della "potenza dei tori" del nostro motore?
Ingegnere scozzese James Watt sapeva di avere una buona scelta per lui alla fine del 1760 quando inventò una versione notevolmente migliorata del primo motore a vapore disponibile in commercio Thomas Newcomen aveva progettato nel 1712. Aggiungendo un condensatore separato, il design di Watt ha eliminato i cicli costanti di spreco di carbone di raffreddamento e riscaldamento necessari al motore a vapore di Newcomen.
Oltre ad essere un abile inventore, Watt era anche un realista dedicato. Sapeva che per prosperare dalla sua ingegnosità, doveva effettivamente vendere il suo nuovo motore a vapore - a molte persone.
Quindi, Watt tornò al lavoro, questa volta per "inventare" un modo semplice per spiegare la potenza del suo motore a vapore migliorato in modo che i suoi potenziali clienti potessero facilmente capire.
Sapendo che la maggior parte delle persone che possedevano i motori a vapore di Newcomen li usavano per compiti che coinvolgono tirare, spingere o sollevare oggetti pesanti, Watt ha ricordato un passaggio da un primo libro in cui l'autore aveva calcolato la potenziale produzione di energia dei "motori" meccanici che potevano essere usati per sostituire i cavalli tali lavori.
Nel suo libro del 1702 L'amico del minatore, Inventore e ingegnere inglese Thomas Savery ha scritto: “Quindi un motore che solleverà quanta più acqua di due cavalli, lavorando insieme contemporaneamente in tale lavoro, può fare, e per il quale devono essere costantemente tenuti dieci o dodici cavalli per fare lo stesso. Quindi dico che un tale motore può essere abbastanza grande da fare il lavoro necessario per impiegare otto, dieci, quindici o venti cavalli per essere costantemente mantenuto e tenuto per fare un simile lavoro... "
Dopo aver fatto alcuni calcoli molto approssimativi, Watt decise di affermare che solo uno dei suoi motori a vapore migliorati poteva produrre abbastanza potenza per sostituire 10 cavalli trainati da carri - o 10 "potenza".
Ecco! Mentre l'attività di motori a vapore di Watt saliva alle stelle, i suoi concorrenti iniziarono a pubblicizzare la potenza dei loro motori in "potenza", rendendo così il termine una misura standard della potenza del motore ancora oggi utilizzata.
Nel 1804, il motore a vapore di Watt aveva sostituito il motore Newcomen, portando direttamente all'invenzione della prima locomotiva a vapore.
Oh, e sì, il termine "watt", come unità standard di misurazione della potenza elettrica e meccanica che appare quasi ogni lampadina venduta oggi, è stato nominato in onore dello stesso James Watt nel 1882.
Watt mancava il vero "Potenza"
Nel valutare i suoi motori a vapore a "10 cavalli", Watt aveva commesso un leggero errore. Aveva basato la sua matematica sul potere delle Shetland o dei "pony" pony che, a causa delle loro dimensioni ridotte, erano in genere utilizzati per far passare i carrelli attraverso i pozzi delle miniere di carbone.
Un noto calcolo all'epoca, un cavallino poteva trasportare un carrello pieno di 220 libbre di carbone a 100 piedi su un albero di miniera in 1 minuto, o 22.000 libbre al minuto. Watt quindi ipotizzò erroneamente che i cavalli normali dovessero essere almeno il 50% più forti dei pit pony, rendendo così una potenza pari a 33.000 lb-ft al minuto. In effetti, un cavallo standard è solo leggermente più potente di un cavallino o uguale a circa 0,7 cavalli come misurato oggi.
In una famosa corsa di cavalli contro Vapore, vittorie a cavallo
All'inizio della ferrovia americana, locomotive a vapore, come quelle basate sul vapore di Watt motore, erano considerati troppo pericolosi, deboli e inaffidabili per essere sicuri del trasporto umano i passeggeri. Infine, nel 1827, la compagnia ferroviaria di Baltimora e Ohio, il B&O, è stato concesso il primo noleggio degli Stati Uniti per il trasporto di merci e passeggeri mediante locomotive a vapore.
Pur avendo la carta, la B&O ha faticato a trovare un motore a vapore in grado di viaggiare su ripide colline e terreni accidentati, costringendo la compagnia a fare affidamento principalmente su treni trainati da cavalli.
In soccorso arrivò l'industriale Peter Cooper che si offrì di progettare e costruire, gratuitamente, la B&O, una locomotiva a vapore che avrebbe reso obsoleti i vagoni trainati da cavalli. La creazione di Cooper, il famoso "Tom Thumb"Divenne la prima locomotiva a vapore costruita in America su una ferrovia pubblica a gestione commerciale.
Come progettato da Cooper, Tom Thumb era una locomotiva a quattro ruote (0-4-0) con una caldaia ad acqua verticale a carbone e cilindri montati verticalmente che azionavano le ruote su uno degli assi. Con un peso di circa 810 libbre, la locomotiva era caratterizzata da una serie di improvvisazioni, tra cui tubi della caldaia realizzati con canne di fucile.
Certo, c'era un motivo dietro l'apparente generosità di Cooper. Gli è capitato di possedere acri su acri di terra situati lungo le rotte proposte dal B&B, il valore di che dovrebbe crescere esponenzialmente se la ferrovia, alimentata dalle sue locomotive a vapore Tom Thumb, avere successo.
Il 28 agosto 1830, Tom Thumb di Cooper era sottoposto a test prestazionali sui binari B&O fuori Baltimora, nel Maryland, quando un treno trainato da cavalli si fermò lungo i binari adiacenti. Lanciando uno sguardo irriverente alla macchina a vapore, il conducente del treno trainato da cavalli sfidò Tom Thumb a una gara. Vedendo vincere un tale evento come una grande e gratuita vetrina pubblicitaria per il suo motore, Cooper ha accettato con entusiasmo e la gara era in corso.
Tom Thumb è rapidamente salito a un vantaggio ampio e in crescita, ma quando una delle sue cinghie di trasmissione si è rotta, facendo fermare la locomotiva a vapore, il vecchio affidabile treno trainato da cavalli ha vinto la gara.
Mentre aveva perso la battaglia, Cooper vinse la guerra. I dirigenti della B&O erano stati così colpiti dalla velocità e dalla potenza del suo motore che decisero di iniziare a usare le sue locomotive a vapore su tutti i loro treni.
Mentre trasportava passeggeri almeno fino al marzo 1831, Tom Thumb non fu mai messo in servizio commerciale regolare e fu recuperato per parti nel 1834.
Il B&O è cresciuto fino a diventare una delle ferrovie più grandi e di maggior successo finanziario degli Stati Uniti. Approfittando profumatamente delle vendite delle sue macchine a vapore e della terra alla ferrovia, Peter Cooper godette di una lunga carriera come investitore e filantropo. Nel 1859, i soldi donati da Cooper furono usati per aprire il Cooper Union for the Advancement of Science and Art a New York City.