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Pourquoi utilisons-nous encore la puissance?

Pourquoi utilisons-nous encore la puissance?


La plupart d'entre vous connaissent probablement le terme puissance. Les publicités pour des produits tels que les voitures, les tondeuses à gazon, les tronçonneuses font souvent la promotion des moteurs en les citant en puissance. Mais qu'est-ce que les moteurs ont à voir avec les chevaux? Pourquoi utilisons-nous encore la puissance?

Dans cet article, nous essaierons d'expliquer ce qu'est exactement la puissance, d'où vient le terme et comment il s'applique à la vie quotidienne.

[Source de l'image:Sgbeer / Wikimedia]

La puissance du cheval

La légende raconte que l'ingénieur James Watt a inventé le terme «puissance». Watt a vécu et travaillé entre 1736 et 1819. Il était célèbre pour ses travaux sur l'amélioration des performances des moteurs à vapeur. Son nom s'est également identifié à l'unité SI, le Watt.

Selon l'histoire, Watt travaillait, probablement en tournant une roue, avec des poneys dans une mine; l'histoire n'est rien sinon vague. Les poneys soulevaient du charbon commodément pendant que Watt observait et notait qu'en moyenne, chaque cheval pouvait effectuer environ 22 000 pieds-livres de travail par minute. Ainsi, selon l'estimation de Watts, un bon cheval de trait pourrait soulever 22 000 livres de matériau 1 pied en 1 minute, ce qui équivaut à 2 200 livres de matériau 10 pieds en une minute.

[Source de l'image: Pixabay]

Moteur à vapeur Watt

Watt a rencontré Joseph Black à la fin des années 1750. Black était alors professeur de chimie à l'Université de Glasgow. Les deux hommes sont rapidement devenus amis et Watt a fourni des modèles de moteurs à Black à utiliser dans ses conférences sur le thème de la chaleur.

Un dimanche de 1765, Watt a été frappé par une idée qui a sans doute déclenché la révolution industrielle. Watt, en se promenant tranquillement dans un parc près de la Clyde, s'est rendu compte qu'il pouvait rendre la machine à vapeur Newcomen standard plus efficace. Sa solution était relativement simple; incorporant une chambre pour condenser la vapeur sans refroidir le reste du moteur.

Watt avait apporté des améliorations significatives à la machine à vapeur Newcomen et tentait de vendre sa nouvelle version. Son nouveau moteur consommait environ 75% moins de carburant qu'un Newcomen de même puissance, parmi de nombreuses autres améliorations.

En 1769, Watt a breveté la chambre de condensation de sa machine à vapeur. Plus tard en 1774, il créa une entreprise à Birmingham avec l'investisseur Matthew Boulton pour fabriquer sa machine à vapeur améliorée. La Boulton and Watt Company a commencé à produire des moteurs à vapeur utilisables pratiquement partout. Une forte demande pour eux a rapidement suivi. Les deux hommes sont devenus des personnalités importantes lors de la prochaine révolution industrielle.

Watt a continué à apporter des améliorations aux moteurs à vapeur et a breveté d'autres inventions importantes, telles que le moteur rotatif et une locomotive à vapeur. Les réalisations de Watt ont rapidement été reconnues par ses collègues scientifiques. Il est devenu membre de la Royal Society of Edinburgh et de la Royal Society of London. Il devient également associé étranger de l'Académie française des sciences.

Vendre le rêve

Watt avait besoin de commercialiser son nouveau moteur. C'était assez facile à réaliser avec des personnes qui possédaient déjà un moteur Newcomen permettant de comparer facilement les sorties. Mais qu'en est-il des clients potentiels qui ont encore recours au travail des animaux? Watt a conclu qu'il avait besoin d'un moyen d'annoncer la «puissance» de son nouveau moteur à ceux qui utilisaient encore des chevaux de trait pour déplacer le poids et faire fonctionner des machines. "Eureka!", Que diriez-vous de "puissance"?

Watt a décidé d'ajouter arbitrairement 50% à son chiffre pour obtenir 33 000 pieds-livres par minute de travail. De cette détermination «hautement scientifique» est née la puissance que nous utilisons encore aujourd'hui. Cette nouvelle unité a fonctionné pour déplacer environ 330 livres de charbon 100 pieds en une minute, ou 33 livres de charbon 1000 pieds en même temps. À partir de cette estimation, Watt a effectué d'autres conversions de pommes en oranges pour calculer la puissance d'une machine à vapeur à X hp.

De toute évidence, c'est une estimation très généreuse, très peu de chevaux pourraient maintenir ce type de puissance pendant une journée de travail complète. Non pas que cela dérange Watt car un chiffre exact n'était pas son objectif. En surestimant la «puissance» d'un cheval de trait, Watt a pu s'assurer que son produit serait toujours surperformant, ce qui est une excellente stratégie de vente.

Le nom de la bête

Comme vous pouvez le voir, en utilisant n'importe quelle combinaison de poids de charbon, de hauteur ou de distance en une minute, vous pouvez travailler avec tant que le produit mesure 33 000 pieds-livres ou 1 cheval-vapeur. De toute évidence, vous auriez des problèmes si vous vouliez déplacer 33 000 livres de charbon par un pied ou une livre de charbon par 33 000 pieds en une minute. Celles-ci sont manifestement très improbables. Ce serait bien d'avoir un cheval super fort ou un cheval super rapide qui pourrait voyager à environ 600 km / h (375 mph).

L'incorporation d'un système de blocage et de palan peut surmonter ce problème. Le bloc et le palan échangent efficacement le poids perçu contre la distance en utilisant un agencement de poulies qui permet de créer un système qui met un poids confortable sur un cheval à une vitesse confortable quel que soit le poids du godet.

Quoi qu'il en soit, nous nous écartons, nous ne savons pas avec certitude comment il est venu avec ses chiffres arbitraires car il y a des comptes contradictoires. En fin de compte, le moteur de Watt était révolutionnaire et a joué un rôle énorme pendant la révolution industrielle. Pour cette raison, son unité de mesure de la puissance du moteur est devenue très populaire. Curieusement, peut-être ironiquement, le Watt (nommé en hommage à James Watt), est largement utilisé pour remplacer la puissance dans la plupart des applications.

Conversions de puissance

Comme toutes les unités, la puissance est convertible en d'autres unités

1. Une puissance équivaut à 746 watts. Donc, toutes choses étant égales par ailleurs, un cheval-vapeur, euh cheval, sur un tapis roulant pourrait faire fonctionner un générateur et créer 746 watts.
2. Une puissance, sur une heure, équivaut à 2545 unités thermiques britanniques. BTU est l'énergie nécessaire pour élever une livre d'eau d'un degré Fahrenheit. Un BTU équivaut à 0,0003 kWh.
3. Un BTU équivaut à 1055 joules (252 grammes-calories ou 0,252 calories alimentaires). Si nous avions un cheval efficace à 100% produisant une puissance, il brûlerait environ641 calories dans une heure.

Un tour à tour

Cependant, Watt n'a pas été le premier à essayer d'assimiler la puissance de la vapeur aux chevaux. Bien qu'il ait été le premier à donner une valeur à une telle équation.

L'inventeur britannique Thomas Savery écrivait en 1702:

«Pour qu'un moteur qui élève autant d'eau que deux chevaux, travaillant ensemble à un moment dans un tel travail, puisse faire, et pour lequel il faut constamment garder dix ou douze chevaux pour faire de même. Alors je dis, tel un moteur peut être suffisamment gros pour faire le travail nécessaire à l'emploi de huit, dix, quinze ou vingt chevaux pour être constamment entretenu et gardé pour effectuer un tel travail… "

Sources: HowStuffWorks, TodayIFoundOut

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