Apakah Benar James Watt Tokoh Penemu Mesin Uap?

Penggunaan mesin uap secara masif, memicu revolusi industri pertama. Apakah benar James Watt orang yang paling berjasa di balik penemuan besar itu?

—

‘Masak air!!! Biar mateng…!!!’ siapa yang menyangka, kegiatan pada penggalan pantun tersebut dianggap terlalu serius oleh seorang insinyur mesin, sampai melahirkan sebuah revolusi industri. Yup, James Watt, seorang ahli mesin asal Inggris berhasil membuat tenaga uap menjadi sumber tenaga yang mengubah corak produksi umat manusia.

Tapi di balik itu, ternyata James Watt bukanlah yang pertama kali menggunakan tenaga uap untuk keperluan manusia, lho! Seperti banyak penemuan lainnya di dunia ini, mesin uap bukanlah sesuatu yang timbul begitu saja, bagaikan cinta pada pandangan pertama.

James Watt memanglah yang membuat penggunaan tenaga uap lebih optimal untuk membantu pekerjaan manusia secara besar-besaran dari sebuah mesin. Tetapi, ada banyak tokoh lain di balik suksesnya James Watt mengoptimalkan mesin bertenaga uap tersebut. Yuk, kita simak!

Baca Juga: Siapa Penemu Benua Amerika? Jangan Keliru, Simak Pembahasannya!

Sejarah Penggunaan Mesin Uap

Sebenarnya, umat manusia telah lama menyadari bahwa proses perpindahan bentuk dari cair menjadi gas melalui pemanasan akan menyebabkan sebuah dorongan. Contoh sederhananya saat kita merebus air dalam sebuah ceret, nantinya menghasilkan bunyi siulan akibat dorongan pada corong. Akibat adanya dorongan uap itulah, terinspirasi dibuatnya sebuah alat bernama aeolipile oleh ahli matematika dari Alexandria bernama Hero pada abad pertama masehi.

Aeolipile Sumber: popularmechanics.com)

Aeolipile merupakan sebuah alat berbentuk bola besi berisi air. Aeolipile memiliki dua buah cerobong berbentuk ‘L’ di dua sisi yang berseberangan. Bola besi ini kemudian dipanaskan sampai airnya mendidih dan uap yang keluar dari cerobong akan memutar bola besi tersebut.

Kegunaan aeolipile ini belum begitu praktis untuk kebutuhan manusia. Melainkan hanyalah sebuah mainan untuk memeragakan kekuatan alam pada saat itu. Walau hanya sebagai ornamen hiasan, ternyata aeolipile merupakan cikal bakal penggunaan tenaga uap untuk menggerakan mesin di kemudian hari.

Jeronimo de Ayanz (Sumber: alchetron.com)

Penemuan mesin tenaga uap berikutnya lahir dari tangan seorang teknisi militer dan tambang Spanyol, bernama Jeronimo de Ayanz pada tahun 1606. Ayanz menggunakan mesin uap untuk mengeluarkan gas beracun dan air banjir dari tambang dengan menggunakan tekanan uap.

Ayanz mendidihkan air di sebuah wadah dengan menempatkan 2 pipa kecil, satu ke dalam tambang, dan satu lagi ke udara bebas. Kemudian air akan mendidih menghasilkan uap. Nah, uap tersebut akan keluar mendorong ke udara bebas, sedangkan pipa yang berada dalam tambang akan menghasilkan efek hisap yang kuat untuk mengeluarkan gas beracun mengikuti uap ke udara bebas.

Thomas Savery (Sumber: sciencephoto.com)

Walau Ayanz lebih dulu menemukan mesin uap tersebut, tetapi pada tahun 1698, seorang teknisi dan penemu dari Inggris bernama Thomas Savery juga mematenkan mesin uap dan mengaku sebagai orang yang pertama menemukannya. Fungsi mesin uap temuan Savery ini, yaitu mengeluarkan air banjir dari dalam tambang dan menyebarkannya untuk perkebunan.

Thomas Savery steam engine (Sumber: sciencephoto.com)

Cara kerja mesin uap Savery juga tidak jauh berbeda, yaitu menggunakan sebuah ruangan kosong tempat air mendidih. Air yang mendidih ini akan menghasilkan tekanan uap ke luar (udara) dan akan mendorong air ke atas. Mesin milik Savery masih memiliki kekurangan, air yang disedot hanya terbatas pada kedalaman yang dangkal.

Thomas Newcomen (Sumber: prabook.com)

Kekurangan mesin uap milik Savery kemudian dikembangkan oleh seorang insinyur dan pandai besi dari Inggris bernama Thomas Newcomen pada tahun 1712. Mesin uap Newcomen menggunakan tekanan atmosfer. Jadi, tekanan udara pada sebuah ruang akan dinaikkan dan diturunkan lewat uap ntuk menggerakkan sebuah piston yang nantinya akan memompa air keluar.

Thomas Newcomen steam engine (Sumber: asme.org)

Newcomen mulai mengembangkan tenaga uap sebagai sebuah mesin penggerak. Kemudian, perubahan energi dari uap menjadi gerak inilah yang merupakan cikal bakal motor mesin uap milik James Watt.

Baca Juga: Al Khawarizmi, Tokoh Penemu Matematika dan Bapak Aljabar

Mesin Uap James Watt Cikal Bakal Revolusi Industri

James Watt (Sumber: history-biography.com)

Pada tahun 1764, setelah mesin Newcomen banyak digunakan di pertambangan, James Watt seorang pekerja bengkel di Skotlandia mulai mengulik secara dalam mesin uap tersebut. Watt menemukan sebuah kelemahan besar dari mesin uap Newcomen, yaitu terlalu banyak pemborosan energi pada cara kerjanya.

Mesin uap dengan kondensor terpisah (Sumber: researchgate.net)

Watt kemudian menggunakan ruang terpisah untuk pendinginan. Menurutnya, pendinginan dengan cara menyiram air akan memangkas bahan bakar dan waktu. Karena itu, proses pendinginan dilakukan dengan mengalirkan uap air ke dalam ruangan yang berbeda. Cetusan ini membuat dirinya mendapat hak paten untuk mesin uapnya yang lebih efisien pada tahun 1769.

Sun and planet gear (Sumber: artsandculture.google.com)

Berikutnya pada tahun 1781, Watt kembali mengembangkan mesinnya dibantu oleh seorang insinyur Inggris bernama Matthew Boulton. Hingga tercetuslah mesin uap dengan nama roda matahari dan planet, di mana mesin bisa menggerakan dua putaran roda gigi dalam sekali gerak.

James Watt double acting machine (Sumber: pixels.com)

Berikutnya, Watt mulai mengembangkan mesin uapnya menjadi mesin uap dua aksi dan dilengkapi gerakan paralel. Mesin ini bisa melakukan dua gerakan sekaligus, yaitu menarik dan mendorong. Bahkan, Watt juga mengembangkan pengaturan kontrol otomatis dan pengukur tekanan.

Pencapaian Watt tersebut membuat roda industri berjalan sangat cepat. Banyak barang seperti tekstil, kertas, besi, dan lainnya bisa diproduksi dengan tenaga yang sedikit dalam waktu singkat. Tidak hanya itu, mesin uap Watt juga merupakan cikal bakal terciptanya pesawat terbang, kereta api, dan kapal bertenaga uap.

Penemuan besar James Watt merubah peradaban secara besar-besaran, dimulai dari hal yang sederhana, yaitu keresahan di sebuah bengkel. Walau mesin uap bukan dimulai olehnya, tetapi berkat Watt, mesin uap bisa digunakan untuk secara luas yang manfaatnya dirasakan berbagai kalangan.

Penemu-penemu di atas tentunya melewati proses pembelajaran yang gigih, ya. Kamu tentu saja bisa lebih hebat dari penemu di atas jika belajar lebih keras lagi. Caranya, bisa nih dengan aplikasi ruangbelajar. Belajar jadi lebih seru dan asik ditemani pengajar berpengalaman.

Referensi:

Britannica, The Editors of Encyclopaedia. ‘steam engine’, Encyclopedia Britannica, 28 Mei 2020, [online]. tersedia di: https://www.britannica.com/technology/steam-engine (diakses 02 November 2021)

Howes, Anton. ‘Age of Invention: The Spanish Engine’, Substack, 24 Juli 2020, [online]. tersedia di: https://antonhowes.substack.com/p/age-of-invention-the-spanish-engine (diakses 02 November 2021)

Britannica, The Editors of Encyclopaedia. ‘Thomas Savery’, Encyclopedia Britannica, 1 Januari 2021, [online]. Tersedia di:https://www.britannica.com/biography/Thomas-Savery (diakses 02 November 2021)

Britannica, The Editors of Encyclopaedia. ‘Thomas Newcomen’, Encyclopedia Britannica, 1 Agustus. 2021, [online]. tersedia di: https://www.britannica.com/biography/Thomas-Newcomen (diakses 02 November 2021)

Kingsford, P. W.. ‘James Watt’, Encyclopedia Britannica, 21 Augustus 2021, [online]. tersedia di: https://www.britannica.com/biography/James-Watt#ref31590 (Diakses 02 November 2021)

Abdulsalam, Husein. ‘Industrialisasi Dunia Berutang kepada James Watt’, tirto.id, 25 Agustus 2016, [online]. tersedia di: https://tirto.id/industrialisasi-dunia-berutang-kepada-james-watt-cUHa (diakses 02 November 2021)

Palermo, Elizabteh. ‘Who Invented the Steam Engine?’, Live Science, 19 Maret 2014, [online]. tersedia di: https://www.livescience.com/44186-who-invented-the-steam-engine.html (Diakses 02 November 2021)

Sumber Foto/Gambar:

Staff, Popular Mechanics. Aeolipile [online]. Tersedia di: https://www.popularmechanics.com/science/energy/a34554479/heron-aeolipile/ (diakses 02 November 2021)

Alchetron. Jeronimo de Ayanz [online]. Tersedia di: https://alchetron.com/Jer%C3%B3nimo-de-Ayanz-y-Beaumont#jernimo-de-ayanz-y-beaumont-1ac42950-a65a-4887-8b61-4df7d6ac03e-resize-750.jpeg (diakses 02 November 2021)

Library, Science Photo. Portrait of the English engineer, Thomas Savery [online]. Tersedia di: https://www.sciencephoto.com/media/228479/view/portrait-of-the-english-engineer-thomas-savery (diakses 02 November 2021)

Library, Science Photo. Savery’s engine [online]. Tersedia di: https://www.sciencephoto.com/media/362655/view/savery-s-engine (diakses: 02 November 2021)

Prabook. Thomas Newcomen [online]. Tersedia di: https://prabook.com/web/thomas.newcomen/3732273 (diakses 02 November 2021)

Beighton, Henry (1717). Newcomen Steam Engine [online]. Tersedia di: https://www.asme.org/about-asme/engineering-history/landmarks/70-newcomen-engine (diakses 02 November 2021)

history-biography. James Watt [online]. Tersedia di: https://history-biography.com/james-watt/ (diakses 02 November 2021)

Cockshott, Paul & Michaelson, Greg. (2021) Information, Work and Meaning [online]. Tersedia di: https://www.researchgate.net/figure/Watts-steam-engine-with-separate-condenser-reproduced-from-Thurston_fig1_250425123 (diakses 02 November 2021)

The Board of Trustees of the Science Museum. Rotative steam engine by Boulton and Watt [online]. Tersediadi: https://artsandculture.google.com/asset/rotative-steam-engine-by-boulton-and-watt-james-watt/VAH-Fdgk2XLFHQ (diakses 02 November 2021)

British Library. (2016) Watts Double-acting Steam Engine, 1769 [online]. Tersedia di: https://pixels.com/featured/watts-double-acting-steam-engine-1769-british-library.html (diakses 02 November 2021)

Viambox. Jeronimo de Ayanz Steam Engine [online]. tersedia di: https://viambox.com/biografia-de-jeronimo-de-ayanz-y-beaumont/ (diakses 02 November 2021)