غير مصنف

لماذا ما زلنا نستخدم قوة حصان؟

لماذا ما زلنا نستخدم قوة حصان؟


ربما معظمكم على دراية بمصطلح القدرة الحصانية. غالبًا ما تروج إعلانات منتجات مثل السيارات وجزازات العشب والمناشير للمحركات من خلال اقتباسها بقوة حصانية. لكن ما علاقة المحركات بالخيول؟ لماذا ما زلنا نستخدم القدرة الحصانية؟

في هذه المقالة ، سنحاول تحديد ماهية القدرة الحصانية بالضبط ، ومن أين يأتي المصطلح وكيف ينطبق على الحياة اليومية.

[مصدر الصورة :Sgbeer / ويكيميديا]

قوة الحصان

تقول الأسطورة أن المهندس جيمس وات اخترع مصطلح "القدرة الحصانية". عاش وات وعمل بين 1736 و 1819. اشتهر بعمله في تحسين أداء المحركات البخارية. تم تحديد اسمه أيضًا مع وحدة SI ، Watt.

كما تقول القصة ، كان وات يعمل ، ربما يدير عجلة ، مع المهور في منجم ؛ التاريخ لا شيء إن لم يكن غامضًا. كانت المهور ترفع الفحم بسهولة بينما لاحظ وات أنه في المتوسط ​​، يمكن لكل حصان أداء حوالي 22000 رطل من العمل في الدقيقة. لذلك ، وفقًا لتقدير واتس ، يمكن أن يرفع حصان الجر الجيد 22000 رطل من المادة قدمًا واحدًا في دقيقة واحدة وهو ما يعادل 2200 رطل من المادة 10 أقدام في دقيقة واحدة.

[مصدر الصورة: بيكساباي]

محرك بخاري واط

التقى وات بجوزيف بلاك في أواخر خمسينيات القرن الثامن عشر. كان بلاك آنذاك أستاذًا للكيمياء في جامعة جلاسكو. سرعان ما أصبح الرجلان صديقين وقدم وات محركات نموذجية لبلاك لاستخدامها في محاضراته حول موضوع الحرارة.

في أحد أيام الأحد من عام 1765 ، أصيب وات بفكرة أشعلت شرارة الثورة الصناعية. أدرك Watt ، أثناء نزهة ممتعة عبر حديقة بالقرب من Clyde ، أنه يمكنه جعل محرك البخار القياسي Newcomen أكثر كفاءة. كان حله بسيطًا نسبيًا. دمج غرفة لتكثيف البخار دون تبريد باقي المحرك.

قام Watt ببعض التحسينات المهمة على المحرك البخاري Newcomen وكان يحاول بيع نسخته الجديدة. استخدم محركه الجديد وقودًا أقل بنسبة 75 في المائة من محرك Newcomen المماثل ، من بين العديد من التحسينات الأخرى.

في عام 1769 ، حصل وات على براءة اختراع غرفة تكثيف المحرك البخاري. في وقت لاحق من عام 1774 ، بدأ نشاطًا تجاريًا في برمنغهام مع المستثمر ماثيو بولتون لتصنيع محرك البخار المحسن. بدأت شركة Boulton and Watt في إنتاج محركات بخارية يمكن استخدامها عمليًا في أي مكان. وسرعان ما تبع ذلك ارتفاع الطلب عليها أصبح كلا الرجلين من الشخصيات البارزة خلال الثورة الصناعية القادمة.

واصل واط إجراء تحسينات على المحركات البخارية وحصل على براءة اختراع أخرى مهمة ، مثل المحرك الدوار والقاطرة البخارية. سرعان ما تم الاعتراف بإنجازات وات من قبل زملائه العلماء. أصبح زميلًا للجمعية الملكية لإدنبرة والجمعية الملكية في لندن. كما أصبح زميلًا أجنبيًا في الأكاديمية الفرنسية للعلوم.

بيع الحلم

احتاج Watt إلى تسويق محركه الجديد. كان هذا سهلاً بما يكفي لتحقيقه مع الأشخاص الذين يمتلكون بالفعل محرك Newcomen حيث يمكن مقارنة المخرجات بسهولة. ولكن ماذا عن العملاء المحتملين الذين ما زالوا يستخدمون عمالة الحيوانات؟ خلص وات إلى أنه يحتاج إلى طريقة للإعلان عن "قوة" محركه الجديد لأولئك الذين ما زالوا يستخدمون خيول السحب لنقل الوزن وتشغيل الآلات. "يوريكا" ، ماذا عن "القدرة الحصانية"؟

قرر وات إضافة 50 في المائة بشكل تعسفي إلى رقمه ليحصل على 33000 رطل لكل دقيقة من العمل. من هذا التصميم "العلمي العالي" ، ولدت القوة الحصانية التي ما زلنا نستخدمها اليوم. عملت هذه الوحدة الجديدة على نقل ما يقرب من 330 رطلاً من الفحم لمسافة 100 قدم في الدقيقة ، أو 33 رطلاً من الفحم لمسافة 1000 قدم في نفس الفترة الزمنية. من هذا التقدير ، أجرى واط مزيدًا من التحويلات من التفاح إلى البرتقال لحساب القدرة الحصانية لمحرك بخاري إلى X حصان.

من الواضح أن هذا تقدير سخي للغاية ، حيث يمكن لعدد قليل جدًا من الخيول الحفاظ على هذا النوع من القوة خلال يوم عمل كامل. لا يعني ذلك أن وات يزعج ذلك لأن الرقم الدقيق لم يكن هدفه. من خلال المبالغة في تقدير "قوة" حصان الجر ، كان وات قادرًا على ضمان أن منتجه سيبالغ دائمًا في الأداء ، وهي استراتيجية بيع رائعة.

اسم الوحش

كما ترون ، يمكن استخدام أي مزيج من وزن الفحم أو الطول أو المسافة في دقيقة طالما أن المنتج يبلغ 33000 رطل أو حصان واحد. من الواضح أنك ستواجه مشاكل إذا أردت نقل 33000 رطل من الفحم بمقدار قدم واحدة أو رطل واحد من الفحم بمقدار 33000 قدم في دقيقة واحدة. من الواضح أن هذه من غير المرجح أن تحدث. سيكون من الجيد أن يكون لديك حصان قوي للغاية أو حصان سريع للغاية يمكنه السفر في جميع الأنحاء 600 كم / ساعة (375 ميلا في الساعة).

يمكن أن يؤدي دمج نظام الكتلة والمعالجة إلى التغلب على هذه المشكلة. تتداول الكتلة والمعالجة بكفاءة في الوزن المتصور للمسافة باستخدام ترتيب البكرات الذي يجعل من الممكن إنشاء نظام يضع وزنًا مريحًا على الحصان بسرعة مريحة بغض النظر عن وزن الجرافة.

على أي حال ، استطردنا ، لا نعرف على وجه اليقين كيف توصل إلى أرقامه التعسفية حيث توجد روايات متضاربة. في النهاية ، كان محرك واط ثوريًا ولعب دورًا كبيرًا خلال الثورة الصناعية. لهذا السبب ، أصبحت وحدة قياس قوة المحرك الخاصة به شائعة جدًا. من المضحك ، وربما من المفارقات ، أن الواط (المسمى تكريما لجيمس وات) ، يستخدم على نطاق واسع ليحل محل القدرة الحصانية في معظم التطبيقات.

تحويلات حصان

مثل جميع الوحدات ، يمكن تحويل القدرة الحصانية إلى وحدات أخرى

1. حصان واحد يساوي 746 واط. لذلك ، إذا تساوت كل الأشياء ، يمكن لقوة حصان واحدة ، على جهاز المشي ، تشغيل مولد وإنشاء 746 واط.
2. حصان واحد ، أكثر من ساعة ، يعادل 2545 وحدة حرارية بريطانية. BTU هي الطاقة اللازمة لرفع رطل واحد من الماء بدرجة فهرنهايت واحدة. واحد BTU هو 0.0003 كيلووات ساعة.
3. واحد BTU يساوي 1055 جول (252 جرام سعرات حرارية أو 0.252 سعر حراري للطعام). إذا كان لدينا حصان فعال بنسبة 100 في المائة ينتج قوة حصانية واحدة ، فسوف يحترق641 كالوري في ساعة واحدة.

أول ما بعد آخر

ومع ذلك ، لم يكن وات أول من حاول مساواة قوة البخار بالخيول. على الرغم من أنه كان أول من أعطى مثل هذه المعادلة قيمة.

كتب المخترع البريطاني توماس سافري عام 1702:

"حتى يتمكن المحرك الذي يرفع قدرًا من الماء مثل حصانين ، يعملان معًا في وقت واحد في مثل هذا العمل ، القيام به ، ويجب الاحتفاظ باستمرار بعشرة أو اثني عشر حصانًا لفعل الشيء نفسه. ثم أقول ، مثل قد يكون المحرك كبيرًا بما يكفي لأداء العمل المطلوب في توظيف ثمانية أو عشرة أو خمسة عشر أو عشرين حصانًا ليتم صيانتها باستمرار والاحتفاظ بها للقيام بهذا العمل ... "

المصادر: HowStuffWorks ، TodayIFoundOut

راجع أيضًا: أفضل 10 محركات في العالم


شاهد الفيديو: Shoshana Zuboff on surveillance capitalism. VPRO Documentary