Step #02: La macchina a vapore, nome ed etimologia

Definizione di macchina a vapore

Dispositivo che permette la conversione dell'energia termica del vapore in lavoro meccanico.

Definizione di macchina

Complesso di organi collegati in modo che determinate forze applicate, dette forze motrici, compiano lavoro in vista di un determinato scopo, vincendo certe forze resistenti; il termine è quasi sempre accompagnato da una specificazione che ne precisa la natura (macchina idraulica, macchina elettrica ecc.) o, più spesso, lo scopo (macchina escavatrice, macchina agricola, macchina sollevatrice ecc.).

Etimologia di macchina:

In senso storico e antropologico, qualsiasi dispositivo o apparecchio costruito collegando opportunamente due o più elementi in modo che il moto relativo di questi trasmetta o anche amplifichi la forza umana o animale o forze naturali (come quelle prodotte dall’acqua e dal vento), e capace di compiere operazioni predeterminate con risparmio di fatica o di tempo. Rispetto agli strumenti più semplici costituisce uno sviluppo in quanto sistema complesso che consente un impiego più razionale della forza e realizza, nell’ambito delle attività umane (caccia, agricoltura, navigazione, produzione di manufatti, ecc.), procedimenti caratterizzati da uniformità, regolarità, ciclicità, i quali riproducono, su scala diversa, modelli costituiti da capacità umane o da eventi naturali, incorporando innumerevoli osservazioni collettive e perfezionamenti tecnici, a loro volta socializzati e (in contesti culturali omogenei) trasmessi grazie alla macchina stessa.

Contestualizzazione del termine macchina

Nella tecnica, in base alla natura della trasformazione che vi si svolge, le macchine si distinguono in: m. motrici (o motori), che trasformano in lavoro meccanico energia elettrica, termica, cinetica, o di altra natura; m. generatrici (o generatori), che, inversamente alle precedenti, trasformano lavoro meccanico in energia elettrica (per es., alternatori e dinamo), in energia cinetica di fluidi in movimento (per es., pompe idrauliche), in energia potenziale di fluidi complessi (per es., compressori), ecc.; m. operatrici, che si servono del lavoro meccanico erogato da una macchina motrice per attuare le operazioni richieste dall’industria, dall’agricoltura, ecc. (macchine utensili, escavatrici, trasportatrici, ecc.); m. trasformatrici e trasmettitrici, che ricevono ed erogano lavoro meccanico modificando le grandezze da cui il lavoro stesso dipende (per es., i riduttori di velocità) o trasferendo il lavoro da un luogo a un altro (per es., trasmissioni a cinghie o a ingranaggi). In base alla natura dell’energia fondamentale in gioco (che può essere quella motrice, quella prodotta o quella trasformata), le macchine sono anche distinte in: m. elettriche, a loro volta classificate come m. rotanti, che sono le macchine elettriche propriamente dette (alternatori, dinamo, motori elettrici, ecc.), o m. statiche (generatori chimici, riscaldatori elettrici, oscillatori, trasformatori, ecc.); m. a fluido, nelle quali l’energia è posseduta da un fluido sotto forma di energia cinetica o di pressione o gravitazionale o termica (sono tali le m. idrauliche, in cui il fluido utilizzato, incomprimibile, è acqua, olio o altro liquido; le m. pneumatiche, nelle quali il fluido, comprimibile, è aria, o un altro gas, o un vapore; e quelle tra le macchine termiche in cui interviene un fluido); m. termiche, considerate in generale come quelle in cui la forma di energia utilizzata o quella prodotta è energia termica (e comprendenti quindi i riscaldatori elettrici, i generatori termoelettrici e gli scambiatori di calore), ma che vanno più propriamente definite come capaci di trasformare calore in lavoro o viceversa secondo i principî della termodinamica. Per la m. a vapore o motrice a vapore, v. motrice. c. In termodinamica, si definisce m. termica (o termodinamica) un dispositivo teorico che schematizza il funzionamento delle macchine termiche reali in quanto atte a produrre in un sistema termodinamico una trasformazione ciclica che comporti la conversione di calore in lavoro meccanico (o viceversa) secondo i principî della termodinamica; in partic., m. termica ideale, la macchina termica in cui la trasformazione presa in considerazione è reversibile: è tale la m. di Carnot, nella quale la trasformazione è il ciclo di Carnot

Definizione di vapore

vapóre s. m. [lat. vapor -ōris «esalazione»]. – 1. a. Lo stato gassoso di una sotanza; più propriam., si parla di vapore quando la temperatura a cui si trova la fase gassosa è inferiore alla temperatura critica (in caso contrario si parla di gas), per cui tale fase può coesistere in situazione di equilibrio con la fase liquida e, a temperature più basse, anche con la fase solida: v. d’etere, di mercurio, di zolfo; si produce per evaporazione o per sublimazione nel caso, rispettivam., di una sostanza allo stato liquido o allo stato solido; v. saturo, vapore in condizioni di equilibrio con la fase liquida (o solida); pressione del v. saturo (o semplicem. tensione di v.), la pressione che esercita il vapore in condizioni di saturazione e che, a differenza di quanto avviene per i gas, non varia in seguito a processi di compressione o espansione (l’effetto dei quali è semplicem. quello di provocare il passaggio di parte della sostanza da una fase all’altra) ma cresce, in genere, con la temperatura; quando raggiunge un valore uguale a quello della pressione esterna, il liquido entra in ebollizione (quindi la temperatura di ebollizione è tanto più bassa quanto più bassa è la pressione esterna); v. insaturo (o non saturo), vapore in condizioni di pressione e temperatura tali da non poter coesistere in equilibrio con la fase liquida (si comporta, a differenza del vapore saturo, come un gas e la sua pressione diminuisce all’aumentare del volume); v. surriscaldato, vapore non saturo, ossia che si trova a temperatura superiore a quella che lo porterebbe alla saturazione e quindi alla condensazione; v. soprassaturo, vapore che si trova in condizioni di equilibrio instabile a una temperatura inferiore a quella che ne provocherebbe la condensazione, ma che non condensa perché sono assenti germi di condensazione.

Contestualizzazione del termine vapore

Il vapore acqueo è una delle sostanze più comunem. impiegate nei motori o macchine termiche (in partic. nelle grandi centrali termoelettriche, nelle centrali nucleari e nelle centrali geotermoelettriche) come fluido che viene riscaldato dalla combustione di un combustibile e il cui conseguente aumento di pressione viene sfruttato per produrre energia meccanica (da convertire, per es., in energia elettrica); per singoli componenti di tali impianti, quali caldaia a v., generatore di v., si vedano i rispettivi sostantivi. In partic., macchina a v., motore termico ideato dall’inventore scozz. J. Watt nella seconda metà del 18° secolo, nel corso di ricerche volte a migliorare il rendimento delle macchine, largamente diffuse sin dall’inizio del secolo, che sfruttavano l’azione su un pistone di una certa quantità di vapore soggetta a riscaldamenti e raffreddamenti successivi; la macchina di Watt è costituita essenzialmente da una caldaia, un cilindro munito di pistone e da organi di trasmissione del moto del pistone: l’immissione nel cilindro (alternativamente, nelle due zone separate dal pistone) del vapore proveniente dalla caldaia e la sua successiva espansione provocano il moto alternativo del pistone stesso (che quindi compie lavoro). L’utilizzazione della macchina a vapore, soggetta a continui perfezionamenti, raggiunse il suo massimo sviluppo nel 19° secolo, e contrassegnò la prima rivoluzione industriale, consentendo la disponibilità di una fonte energetica svincolata da condizioni geografiche locali (legate, per esempio, alla presenza di corsi d’acqua, tradizionalmente utilizzati come forza motrice) e quindi lo sviluppo nei grandi centri urbani della fabbrica moderna, basata sull’uso di macchinarî azionati da un motore centralizzato; altrettanto ricca di conseguenze fu la sua utilizzazione per la propulsione dei mezzi di trasporto, con l’invenzione della ferrovia e delle navi a vapore: locomotiva a v.; piroscafo a v., detto anche comunem. vapore, come nelle frasi: arrivare o partire con il v.; si vedeva in lontananza il fumo di un v.; il fischio del v.; con riferimento soprattutto alle locomotive, la locuz. a tutto v., per lo più in senso fig. e scherz., a tutta velocità, con grande celerità.

Fonte:

https://www.treccani.it

Traduzioni:

Inglese: steam-boat
Francese: Bateau à vapeur
Tedesco: Dampfschiff