Ciencia e Ingeniería
Historia de la ciencia en el siglo xix
CONCEPTOS
INNOVACIÓN
INDUSTRIA
Crear un cambio positivo en el estado de cosas existente o, en relación con el significado literal de la palabra, alterar el orden de las cosas establecidas para hacer cosas nuevas.
Actividad económica y técnica que consiste en transformar las materias primas hasta convertirlas en productos adecuados para satisfacer las necesidades del ser humano.
INGENIERÍA
TECNOLOGÍA
es una profesión basada en el uso de los conocimientos científicos para transformar ideas en acción. De cada orientación depende la especialidad que con más intensidad se enseñe.
Conjunto de nociones y conocimientos científicos que el ser humano utiliza para lograr un objetivo preciso.
INNOVACIONES TÉCNICAS
Las innovaciones hasta 1850 no dependieron del contenido de la ciencia de ese entonces.
Termodinámica
La ciencia se benefició notablemente de la investigación de los problemas de ingeniería.
Se desarolló por parte del estudio de la máquina de vapor.
Después de 1850Se aplicó la ciencia al desarrollo de la tecnología y esto se convirtió en un factor importante y progresivo pra el desarrollo de la industria.
Los ingenieros Smeaton y Watt, experimentaron con modelos a pequeña escala de la máquinas para mejorar las versiones posteriores y conseguir un considerable éxito en el dessarrollo de la máquina de vapor.
Los ingenieros franceses Carnot y Clapeyron estudiaron los principios de la máquina de vapor.
Los ingenieros británicos Whitworth, Bramah Maudsley y Clement buscaron mejorar la técnica de las máquinas, prosiguiendo la tradición británica de la ingenieria experimental.
MÁQUINAS
Máquina de vapor
Lo que permitió la introducción del taladro cañón de Wilkinson, este producia en masa los cilindros que se necesitaban para la máquina de vapor.
El problema de la máquina de vapor de que el agua enfriaba los cilindros con los que funcionaba, por ello james Watt hizo mejoras donde exigían que los cilindros estuviesen permanentemente calientes.
Los ingenieros británicos a principios del siglo XIX dieron paso a la producción industrial a través de máquinas estandarizadas.
Por ello también se necesitó de máquinas para hacer máquinas, es decir, mayor presición técnica en la ingeniería.
Las máquinas exigian manufactura de piezas estandarizadas, precisas e intercambiables.
Taladradora para cilindros de locomotora
Joseph Brabah
Gran Bretaña
Desarrolló en 1784 el cerrojo de seguridad y en 1795 la prensa hidráulica.Se enfrentó a los problemas de producción en masa cuando trató de manufacturar en grnades cantidades el cerrojo de tambor.
La producción en masa y la ingeniería de presición que entrañaba tenía orientación más civil (realizada por las personas de la ciudad) aunque también contaba con estímulo militar.
Producción en masa
Inicialmente empleó numerorsos obreros para realizar los componentes con herrmaientas manuales: martillos, cinceles, limas, sierras, etc.Bramah y Maudsley introdujeron ayudas mecánicas en el uso de herramientas manuales, aumentando la velocidad y presición en la producción.
Henry Maudsley
Consideró la posibilidad de construir máquinas herramienta generalizadas para la manufactura de deiversos tipos de piezas componentes de máquinas estandarizadas.
Máquinas para máquinas
Torno
Como las piezas individuales constan de metal conformado por diversas formas geométricas, el problema de producir en masa componentes de una máquina se reducía a la construcción de instrumentos que pudiesen conferir superficies realmente cilíndricas o planas al metal. Maudsley resolvió el probelma de hacer cilindros y tornillos precisos transformando el torno en un instrumento de presición entre 1794 y 1810
El torno estaba hecho de madera, para hacerlo funcionar la pieza del material que habia que trabajar se ponía en rotación mediante un pedal y se trabajaba con una herramienta cortante sostenida con la mano. Maudsley construyó su torno enteramente de hierro, menos suseptible a las distorsiones que el de madera que arruinaban el centrado y alineamiento de las piezas.
Además intodujo el soporte de corredera para mantener la herramienta de cortar a una distancia constante del eje central del torno, para que en versiones posteriores lo acopló a fin de que se moviese lenealmente paralelo al eje central. Para así convertir automaticamente cualquier material en un cilindro exacto.
Impacto militar
Así aparte de los cilindros y tornillos que se necesitaban fueron satisfechos por el torno, pero quedaban aún los trabajos planos.
La importancia militar de tales desarrollos hice que el primer pedido importante de Maudsley procedión del Almirantado en 1800, que deseaba mauinaria para producir en masa bloques estándar para el aparejo de buques.
John Clement - Joseph Whitworth
1825 inventó una máquina de aplanar
Esta aplana metal que movía el material en a pulír en líneas rectas, de modo que una herramienta cortante fija hiciese cortes paralelos a él. Joseph produjo las superficies realmente planas, en 1830-50 con ayuda de cilindros lograba estas y generó máquinas de presición para aplanar, barrenar, acanalar y tallar. Estas máquinas aceleraron y normalizaron la producción de telares, hiladoras, máquinas de vapor y otras piezas de equipo capital, para trabajar a mayor velocidad.
Termodinámica
Acero y máquinas
Hierro colado
Acero
Kelvin señaló que si la energía mecánica se aplicase a una máquina de calor, haciendola funcionar así al revés, entonces bombearía calor de una temperatura baja a otra alta, actuando como refigerador en la temperatura baja y como calefactor en en la alta.
La ingeniería de presición y la aceleración de las máquinas hizo que se dominase un nuevo material.
Condujeron a una nueva fase en el desarrollo de la ingeniería durante la segunda mitad del siglo diecinueve, caracterizada poor la aparición de máuinas estandarizadas, producidas en masa.
Era demasiado duro y fragil para trabajar, mientras el hierro forjado era demasidado blando para la construcción de piezas de una máquina que tenía que moverse con rapidez.
Termodinámica
Así los refrigeradores resultaron ser una aplicación de la termodinámica.El cañón de pólvora, (máquina donde se obtenía energía mecánica a partir de calor en lugar de hacerlo fuera como en la máquina de vapor), fué la primera máquina especializada de combsustión interna. En 1862, Beau de Rochas, siguiendo la tradición analítica de los primeros ingenieros franceses, publicó un pnafleto donde estableció un ciclo teórico de operaciones capaz de producir una máquina de combistión interna eficioente. El famoso coclo de cuatro tiempos, usado por primera vez en la máuina de gas patentada por el alemán Otto en 1876. Daimler produjo su máquina de gasolina en 18885.
Motor a gas de Otto
Turbina de vapor
La ciencia de la termodinámica entró mucho más en el diseño de las turbians de vapor que en las máquinas de vapor, dado que se hallaban mucho más próximas a las máquinas de calor perfectas.
Laval - Charles Pearson
Laval produjo en Francia para 1889 un turbina en la que la periferia del rotor se movía a más de 1500 pies por segundo. Para ser eficiente un rotor de la turbina tenía que moverse a 2,000 pies por segundo, si sobrepasaba era peligroso y era inconveniente por que tenía limitaciones. Laval permitió que el vapor de su turbina se expandiese en un tiempo en un tiempo a través de un rotr único, generando así velocidade elevadas e indeseables.
En Inglaterra, Sir Charles Pearsons, desarrolló una turbina en la que permitía que el apor se expandiese en una serie de estados distintos a través de diversos rotores que se movían a velocidades más manejables. Las velocidaddes de Laval iban de 10,000 a 30,000 revoliciones por minuto, mientras las de Pearsons, de 750 a 18,000 revoluciones por minuto.
Uno de los usos más grandes que se dió a la turbina de vapor fué el hacer funcionar los generadores electricos que se estaban desarrollando hacia el mismo tiempo.
Pila voltáica
Dover y Calais en 1850, decubrieron que la señal se distorsionaba en el primer telégrafo submarino.Kelvin estudió el problema y vió que el agua actuaba como conductor, mientras que el aire era un aislante efectivo. De ahí el cbale submarino, cubierto con un aislante, constituia un condensador electrico, como el agua de mar, de manera que el cable se cargaba relativamente lenta en un extremo y se descargaba de manera lenta en el otro lado cuando se transmitía una señal. Kelvin señal+o que el retraso de la señal se podría desminuir si se empleaba una pequeña corriente en un cable de alta conductividad-
La invención de la pila voltáica condujo al desarrollo del galvanizado, estableciendose patentes en 1839, por parte de Karl Jacobi en Königsberg y de Werner Siemens en Berlín. La pila electrica original inventada por Volta en 1799 era poco fiable, por lo que John Daniel de Londres en 1836 desarrolló una pila que suministraba una corriente uniforme.
Telégrafo eléctrico
Charles Wheatstone, colega de John Daniel, hizo el telégrafo eléctrico, utilizando una pila de Daniel como fuente de electricidad, y el electroimán, inventado por Sturgeon, como aparato de registro.
Galvanómetro
KelvinDiseñó el gavanómetro de espejo en 1858 y el registro automático de sifón en 1867.
Electricidad
Se desarrollaron nuevas aplicaciones en Alemania y América, regiones que superaron en cierta mediada el uso de la energía de la máquina de vapor y la iluminación de gas.En América donde la densidad de de población era pequeña y las distancias entre poblaciones era grande, los medios electricos de comunicación resultaban importantes.
Inventos Americanos
El teléfono descubierto en 1876, por Bell y Edison.
El telégrafo Americano, se estableció en 1838, un años después del invento inglés, gracias al retratista Morse, quién diseñó un código, con el fin de transmitir señales. La máquina de cinta en 1854 por David Hughes.
Electricidad
Tambien vió que se generaba una luz menos intensa si se pasaba una corriente por un fino cable de platino, aunque este pronto se qumaba con el aire.
Humpry DavyDescubrió que la electricidad 1ue pasa entre dos barras de carbono producia una luz brillante y apartir de ahí se obtuvieron alumbrados intensos para uso de faros, teatros, y demás, mediante lámpars de carbono.
En 1866 Werner Siemens sustituyó ek imás de aceropor un poderoso electroimán que recibía la energía producida por la misma máquina, mejorando el proceso de Faraday.
1831-FaradayMostró que se podía generar electricidad moviendo una bobina de cable en un campo magnético.
1840 y 1865Se realizaron máquinas basadas en el principio de Faraday
Lámpara
Diseñó un dinamo de voltaje constante para para asegurar que la luz producida por una lámpara, no variase cuando se encendía y apagaban otras lámparas del circuito.
Usando el principio de DavyEn 1879 Joseph Swan en Inglaterra y Thomas Edison en América, desarrollaron simultánea e independientemente una lámpara, consiste en un filamento de carbono encerrado en una ampolla de vidrio en la que se había hecho el vacío y podía arder durante muchas horas. Edison desarrolló u equipo adicional requerido para la amplia adopción de la iluminación electrica.
En 1882, Edison estableció en Nueva York, la primera estación generadora para suministrar energía eléctrica al público, manufacturando las lámparas necesarias para la iluminación eléctrica.
Tecnología del siglo XIX
Ciencia e Ingeniería-Historia de la ciencia en el siglo XIX
Salomón Núñez Israel
Created on November 7, 2023
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Ciencia e Ingeniería
Historia de la ciencia en el siglo xix
CONCEPTOS
INNOVACIÓN
INDUSTRIA
Crear un cambio positivo en el estado de cosas existente o, en relación con el significado literal de la palabra, alterar el orden de las cosas establecidas para hacer cosas nuevas.
Actividad económica y técnica que consiste en transformar las materias primas hasta convertirlas en productos adecuados para satisfacer las necesidades del ser humano.
INGENIERÍA
TECNOLOGÍA
es una profesión basada en el uso de los conocimientos científicos para transformar ideas en acción. De cada orientación depende la especialidad que con más intensidad se enseñe.
Conjunto de nociones y conocimientos científicos que el ser humano utiliza para lograr un objetivo preciso.
INNOVACIONES TÉCNICAS
Las innovaciones hasta 1850 no dependieron del contenido de la ciencia de ese entonces.
Termodinámica
La ciencia se benefició notablemente de la investigación de los problemas de ingeniería.
Se desarolló por parte del estudio de la máquina de vapor.
Después de 1850Se aplicó la ciencia al desarrollo de la tecnología y esto se convirtió en un factor importante y progresivo pra el desarrollo de la industria.
Los ingenieros Smeaton y Watt, experimentaron con modelos a pequeña escala de la máquinas para mejorar las versiones posteriores y conseguir un considerable éxito en el dessarrollo de la máquina de vapor.
Los ingenieros franceses Carnot y Clapeyron estudiaron los principios de la máquina de vapor.
Los ingenieros británicos Whitworth, Bramah Maudsley y Clement buscaron mejorar la técnica de las máquinas, prosiguiendo la tradición británica de la ingenieria experimental.
MÁQUINAS
Máquina de vapor
Lo que permitió la introducción del taladro cañón de Wilkinson, este producia en masa los cilindros que se necesitaban para la máquina de vapor.
El problema de la máquina de vapor de que el agua enfriaba los cilindros con los que funcionaba, por ello james Watt hizo mejoras donde exigían que los cilindros estuviesen permanentemente calientes.
Los ingenieros británicos a principios del siglo XIX dieron paso a la producción industrial a través de máquinas estandarizadas.
Por ello también se necesitó de máquinas para hacer máquinas, es decir, mayor presición técnica en la ingeniería.
Las máquinas exigian manufactura de piezas estandarizadas, precisas e intercambiables.
Taladradora para cilindros de locomotora
Joseph Brabah
Gran Bretaña
Desarrolló en 1784 el cerrojo de seguridad y en 1795 la prensa hidráulica.Se enfrentó a los problemas de producción en masa cuando trató de manufacturar en grnades cantidades el cerrojo de tambor.
La producción en masa y la ingeniería de presición que entrañaba tenía orientación más civil (realizada por las personas de la ciudad) aunque también contaba con estímulo militar.
Producción en masa
Inicialmente empleó numerorsos obreros para realizar los componentes con herrmaientas manuales: martillos, cinceles, limas, sierras, etc.Bramah y Maudsley introdujeron ayudas mecánicas en el uso de herramientas manuales, aumentando la velocidad y presición en la producción.
Henry Maudsley
Consideró la posibilidad de construir máquinas herramienta generalizadas para la manufactura de deiversos tipos de piezas componentes de máquinas estandarizadas.
Máquinas para máquinas
Torno
Como las piezas individuales constan de metal conformado por diversas formas geométricas, el problema de producir en masa componentes de una máquina se reducía a la construcción de instrumentos que pudiesen conferir superficies realmente cilíndricas o planas al metal. Maudsley resolvió el probelma de hacer cilindros y tornillos precisos transformando el torno en un instrumento de presición entre 1794 y 1810
El torno estaba hecho de madera, para hacerlo funcionar la pieza del material que habia que trabajar se ponía en rotación mediante un pedal y se trabajaba con una herramienta cortante sostenida con la mano. Maudsley construyó su torno enteramente de hierro, menos suseptible a las distorsiones que el de madera que arruinaban el centrado y alineamiento de las piezas.
Además intodujo el soporte de corredera para mantener la herramienta de cortar a una distancia constante del eje central del torno, para que en versiones posteriores lo acopló a fin de que se moviese lenealmente paralelo al eje central. Para así convertir automaticamente cualquier material en un cilindro exacto.
Impacto militar
Así aparte de los cilindros y tornillos que se necesitaban fueron satisfechos por el torno, pero quedaban aún los trabajos planos.
La importancia militar de tales desarrollos hice que el primer pedido importante de Maudsley procedión del Almirantado en 1800, que deseaba mauinaria para producir en masa bloques estándar para el aparejo de buques.
John Clement - Joseph Whitworth
1825 inventó una máquina de aplanar
Esta aplana metal que movía el material en a pulír en líneas rectas, de modo que una herramienta cortante fija hiciese cortes paralelos a él. Joseph produjo las superficies realmente planas, en 1830-50 con ayuda de cilindros lograba estas y generó máquinas de presición para aplanar, barrenar, acanalar y tallar. Estas máquinas aceleraron y normalizaron la producción de telares, hiladoras, máquinas de vapor y otras piezas de equipo capital, para trabajar a mayor velocidad.
Termodinámica
Acero y máquinas
Hierro colado
Acero
Kelvin señaló que si la energía mecánica se aplicase a una máquina de calor, haciendola funcionar así al revés, entonces bombearía calor de una temperatura baja a otra alta, actuando como refigerador en la temperatura baja y como calefactor en en la alta.
La ingeniería de presición y la aceleración de las máquinas hizo que se dominase un nuevo material.
Condujeron a una nueva fase en el desarrollo de la ingeniería durante la segunda mitad del siglo diecinueve, caracterizada poor la aparición de máuinas estandarizadas, producidas en masa.
Era demasiado duro y fragil para trabajar, mientras el hierro forjado era demasidado blando para la construcción de piezas de una máquina que tenía que moverse con rapidez.
Termodinámica
Así los refrigeradores resultaron ser una aplicación de la termodinámica.El cañón de pólvora, (máquina donde se obtenía energía mecánica a partir de calor en lugar de hacerlo fuera como en la máquina de vapor), fué la primera máquina especializada de combsustión interna. En 1862, Beau de Rochas, siguiendo la tradición analítica de los primeros ingenieros franceses, publicó un pnafleto donde estableció un ciclo teórico de operaciones capaz de producir una máquina de combistión interna eficioente. El famoso coclo de cuatro tiempos, usado por primera vez en la máuina de gas patentada por el alemán Otto en 1876. Daimler produjo su máquina de gasolina en 18885.
Motor a gas de Otto
Turbina de vapor
La ciencia de la termodinámica entró mucho más en el diseño de las turbians de vapor que en las máquinas de vapor, dado que se hallaban mucho más próximas a las máquinas de calor perfectas.
Laval - Charles Pearson
Laval produjo en Francia para 1889 un turbina en la que la periferia del rotor se movía a más de 1500 pies por segundo. Para ser eficiente un rotor de la turbina tenía que moverse a 2,000 pies por segundo, si sobrepasaba era peligroso y era inconveniente por que tenía limitaciones. Laval permitió que el vapor de su turbina se expandiese en un tiempo en un tiempo a través de un rotr único, generando así velocidade elevadas e indeseables.
En Inglaterra, Sir Charles Pearsons, desarrolló una turbina en la que permitía que el apor se expandiese en una serie de estados distintos a través de diversos rotores que se movían a velocidades más manejables. Las velocidaddes de Laval iban de 10,000 a 30,000 revoliciones por minuto, mientras las de Pearsons, de 750 a 18,000 revoluciones por minuto.
Uno de los usos más grandes que se dió a la turbina de vapor fué el hacer funcionar los generadores electricos que se estaban desarrollando hacia el mismo tiempo.
Pila voltáica
Dover y Calais en 1850, decubrieron que la señal se distorsionaba en el primer telégrafo submarino.Kelvin estudió el problema y vió que el agua actuaba como conductor, mientras que el aire era un aislante efectivo. De ahí el cbale submarino, cubierto con un aislante, constituia un condensador electrico, como el agua de mar, de manera que el cable se cargaba relativamente lenta en un extremo y se descargaba de manera lenta en el otro lado cuando se transmitía una señal. Kelvin señal+o que el retraso de la señal se podría desminuir si se empleaba una pequeña corriente en un cable de alta conductividad-
La invención de la pila voltáica condujo al desarrollo del galvanizado, estableciendose patentes en 1839, por parte de Karl Jacobi en Königsberg y de Werner Siemens en Berlín. La pila electrica original inventada por Volta en 1799 era poco fiable, por lo que John Daniel de Londres en 1836 desarrolló una pila que suministraba una corriente uniforme.
Telégrafo eléctrico
Charles Wheatstone, colega de John Daniel, hizo el telégrafo eléctrico, utilizando una pila de Daniel como fuente de electricidad, y el electroimán, inventado por Sturgeon, como aparato de registro.
Galvanómetro
KelvinDiseñó el gavanómetro de espejo en 1858 y el registro automático de sifón en 1867.
Electricidad
Se desarrollaron nuevas aplicaciones en Alemania y América, regiones que superaron en cierta mediada el uso de la energía de la máquina de vapor y la iluminación de gas.En América donde la densidad de de población era pequeña y las distancias entre poblaciones era grande, los medios electricos de comunicación resultaban importantes.
Inventos Americanos
El teléfono descubierto en 1876, por Bell y Edison.
El telégrafo Americano, se estableció en 1838, un años después del invento inglés, gracias al retratista Morse, quién diseñó un código, con el fin de transmitir señales. La máquina de cinta en 1854 por David Hughes.
Electricidad
Tambien vió que se generaba una luz menos intensa si se pasaba una corriente por un fino cable de platino, aunque este pronto se qumaba con el aire.
Humpry DavyDescubrió que la electricidad 1ue pasa entre dos barras de carbono producia una luz brillante y apartir de ahí se obtuvieron alumbrados intensos para uso de faros, teatros, y demás, mediante lámpars de carbono.
En 1866 Werner Siemens sustituyó ek imás de aceropor un poderoso electroimán que recibía la energía producida por la misma máquina, mejorando el proceso de Faraday.
1831-FaradayMostró que se podía generar electricidad moviendo una bobina de cable en un campo magnético.
1840 y 1865Se realizaron máquinas basadas en el principio de Faraday
Lámpara
Diseñó un dinamo de voltaje constante para para asegurar que la luz producida por una lámpara, no variase cuando se encendía y apagaban otras lámparas del circuito.
Usando el principio de DavyEn 1879 Joseph Swan en Inglaterra y Thomas Edison en América, desarrollaron simultánea e independientemente una lámpara, consiste en un filamento de carbono encerrado en una ampolla de vidrio en la que se había hecho el vacío y podía arder durante muchas horas. Edison desarrolló u equipo adicional requerido para la amplia adopción de la iluminación electrica.
En 1882, Edison estableció en Nueva York, la primera estación generadora para suministrar energía eléctrica al público, manufacturando las lámparas necesarias para la iluminación eléctrica.
Tecnología del siglo XIX