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La Macchina a Vapore

A metà del '600 Denis Papin inventa la pentola a pressione: prende una pentola, copre la parte superiore con un coperchio che sia perfettamente aderente ai bordi della pentola, appoggia su di esso una pietra, scalda l'acqua e ad un certo punto il coperchio salta. Egli cerca di dare una spiegazione a questo fenomeno: il fuoco riesce a provocare un cambiamento strutturale dell'acqua facendola diventare vapore, e quest'ultimo occupa maggior volume e esercita una pressione dentro la pentola.
Allora ci si chiede perché l'acqua riscaldata diventa vapore e perché il vapore riesce ad esercitare una forza maggiore dell'acqua.
Thomas Savery, cosi, inventa la prima macchina a vapore, una macchina statica, costituita da un serbatoio in cui l'acqua bolle, e che viene collegato ad un sistema di questo genere:

 

Questa è la prima pompa a fuoco, una macchina a fuoco che permette di aspirare l'acqua in maniera ciclica, non con mezzi meccanici, ma con mezzi tecnici. Ha operato per molto tempo nelle miniere inglesi. Se la macchina si riscaldava troppo rischiava di esplodere, quindi c'era bisogno di qualcuno che monitorava le valvole. Con questa macchina l'Inghilterra migliorò lo sfruttamento delle risorse minerarie

Pochi anni dopo, Thomas Newcomen, sempre con lo stesso principio, inventa una nuova macchina molto simile a quella di Savery ma con un grande vantaggio: non necessita più di un uomo che le stia accanto.

Newcomen riesce ad introdurre un meccanismo che funziona sempre a depressione. Viene usata una tensione di vapore molto bassa. Ma non è la pressione che fa lavorare il sistema ma la depressione, ottenuta dalla condensazione del vapore.

C'è una caldaia che genera vapore il quale viene raffreddato, condensato da un getto di acqua fredda e, facendo condensare il vapore, lo stantuffo viene schiacciato dalla pressione atmosferica verso il basso. Queste sono dette macchine atmosferiche perché è la pressione atmosferica che lavora.

Per approfondimenti esaustivi:
Le tecnologie dell'aria e del fuoco


Motore a vapore, da Wikipedia

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Sistemi e metodi di rilevamento del fuoco