Kenyataannya, salah satu perkembangan yang membawa perubahan besar dalam dunia industri ialah mesin uap. Mesin uap memfasilitasi banyak operasi pada beberapa sektor, seperti pertambangan, manufaktur, agrikultur, dan bahkan sektor transportasi. Meski banyak yang mengaitkan hal ini dengan penemuan mesin uap di abad 18, sejarah mesin uap sebetulnya bisa dilihat 2000 tahun sebelum masa revolusi industri.
Siapa Penemu Mesin Uap?
Thomas Savery merupakan orang pertama yang menemukan pompa uap di tahun 1698. Pompa uap yang dipatenkannya bekerja dengan cara mendidihkan air hingga berubah menjadi uap seluruhnya. Uap tersebut kemudian ditampung di dalam tangki untuk nantinya digunakan menciptakan ruang vakum sehingga menghasilkan energi yang cukup untuk memompa air keluar dari tambang. Sayangnya, mesin uap ini tidak digunakan dalam waktu yang lama, terlebih energi yang dihasilkan hanya bisa memompa air keluar dengan kedalaman beberapa meter.
Mesin Uap Thomas Newcomen
Pada tahun 1712, Thomas Newcomen menemukan mesin uap yang lebih efektif dan praktis dari sebelumnya. Mesin uap yang ia rancang terdiri dari piston dan rangkaian silinder yang dihubungkan ke pompa melalui rocking beam. Mirip dengan desain mesin milik Thomas Savery, mesin uap Newcomen meng-kondensasikan uap di dalam silinder untuk menghasilkan ruang vakum. Perbedaan tekanan antara ruang vakum dan atmosfer cukup untuk mendorong piston turun ke dalam silinder dan menaikkan pompa. Berat pompa kemudian akan menarik piston kembali, membuka katup, dan mengeluarkan uap dari boiler. Katup lain kemudian akan memasukkan air hasil kondensasi ke dalam silinder dan proses kondensasi uap akan dimulai dari awal lagi, dan seterusnya.
Model mesin uap milik Newcomen ini digunakan selama lebih dari 50 tahun sebagai pompa untuk tambang batu bara. Pada akhirnya, mesin tersebut ternyata belum terbilang efisien karena membutuhkan banyak energi agar mesin dapat bekerja secara efektif. Silinder membutuhkan pemanasan dan pendinginan pada setiap siklus, menghabiskan sebagian besar energinya dan menyebabkan banyak pemborosan.
Mesin Uap Tekanan Rendah
Masalah tingginya konsumsi batu bara pada mesin uap yang dirancang oleh Newcomen, kemudian diatasi oleh inovasi desain mesin oleh James Watt. Silinder mesin bertekanan rendah terdirr dari bagian insulator panas, dengan kondensor terpisah, dan mekanisme pemompaan air hasil kondensasi. Dengan prinsip ini, mesin bertekanan rendah berhasil mengurangi konsumsi bahan bakar hingga lebih dari 50%.
Pada akhirnya, James Watt lah yang merevolusi mesin uap dengan menggunakan kondensor terpisah pada tahun 1765. Desainnya kondensor yang terpisah memungkinkan silinder dan piston tetap panas. Mesin uap ini tidak perlu dipanaskan dan didinginkan secara bergantian seperti pada mesin Newcomen, sehingga meningkatkan efisiensinya secara signifikan.
