Aujourd'hui, il est de notoriété publique que le terme «puissance» fait référence à la puissance d'un moteur. Nous en sommes venus à supposer qu'une voiture avec un moteur de 400 chevaux ira plus vite qu'une voiture avec un moteur de 130 chevaux. Mais avec tout le respect dû à la noble monture, certains animaux sont plus forts. Pourquoi, par exemple, ne nous vantons-nous pas aujourd'hui de la «puissance de bœuf» ou de la «puissance de bœuf» de notre moteur?
Ingénieur écossais James Watt savait qu'il avait une bonne chose à faire pour lui à la fin des années 1760 quand il est venu avec une version grandement améliorée de la première machine à vapeur disponible dans le commerce Thomas Newcomen avait conçu en 1712. En ajoutant un condenseur séparé, la conception de Watt a éliminé les cycles constants de refroidissement et de réchauffement du charbon requis par la machine à vapeur de Newcomen.
En plus d'être un inventeur accompli, Watt était également un réaliste dévoué. Il savait que pour prospérer grâce à son ingéniosité, il devait vendre sa nouvelle machine à vapeur - à beaucoup de gens.
Ainsi, Watt s'est remis au travail, cette fois pour «inventer» un moyen simple d'expliquer la puissance de sa machine à vapeur améliorée d'une manière que ses clients potentiels pouvaient facilement comprendre.
Sachant que la plupart des personnes qui possédaient des machines à vapeur Newcomen les utilisaient pour des tâches consistant à tirer, pousser ou soulever des objets lourds, Watt a rappelé un passage d'un premier livre dans lequel l'auteur avait calculé la production d'énergie potentielle des «moteurs» mécaniques qui pourraient être utilisés pour remplacer les chevaux pour ces emplois.
Dans son livre de 1702 L'ami du mineur, Inventeur et ingénieur anglais Thomas Savery a écrit: "Pour qu’un moteur qui soulève autant d’eau que deux chevaux, travaillant ensemble en même temps dans un tel travail, peut faire, et pour lequel il faut constamment garder dix ou douze chevaux pour faire de même. Ensuite, je dis qu'un tel moteur peut être suffisamment grand pour faire le travail requis en employant huit, dix, quinze ou vingt chevaux pour être constamment entretenu et entretenu pour faire un tel travail… »
Après avoir fait des calculs très approximatifs, Watt a décidé de prétendre qu'un seul de ses moteurs à vapeur améliorés pourrait produire suffisamment de puissance pour remplacer 10 chevaux tirant des charrettes - ou 10 «chevaux».
Voila! Alors que l’activité des moteurs à vapeur de Watt montait en flèche, ses concurrents ont commencé à annoncer la puissance de leurs moteurs en «chevaux», faisant ainsi du terme une mesure standard de la puissance des moteurs encore utilisée de nos jours.
En 1804, le moteur à vapeur de Watt avait remplacé le moteur Newcomen, menant directement à l'invention de la première locomotive à vapeur.
Oh, et oui, le terme «watt», en tant qu'unité de mesure standard de la puissance électrique et mécanique qui apparaît presque toutes les ampoules vendues aujourd'hui, a été nommé en l'honneur du même James Watt en 1882.
Watt a manqué la véritable «puissance»
En évaluant ses machines à vapeur à «10 chevaux», Watt avait commis une légère erreur. Il avait basé ses calculs sur la puissance des Shetland ou poneys «à fosse» qui, en raison de leur petite taille, étaient généralement utilisés pour tirer des charrettes à travers les puits des mines de charbon.
Un calcul bien connu à l'époque, un poney à fosse pouvait transporter un chariot rempli de 220 lb de charbon à 100 pieds dans un puits de mine en 1 minute, ou 22 000 lb-pi par minute. Watt a ensuite supposé à tort que les chevaux ordinaires devaient être au moins 50% plus forts que les poneys à fosse, ce qui faisait une puissance équivalente à 33 000 lb-pi par minute. En fait, un cheval standard n'est que légèrement plus puissant qu'un poney à fosse ou égal à environ 0,7 cheval-vapeur mesuré aujourd'hui.
Dans une célèbre course de chevaux contre Steam, Horse Wins
Au début du chemin de fer américain, les locomotives à vapeur, comme celles basées sur la vapeur de Watt moteur, étaient considérés comme trop dangereux, faibles et peu fiables pour être transportés passagers. Enfin, en 1827, la compagnie Baltimore and Ohio Railroad, le B&O, a obtenu la première charte américaine pour le transport de marchandises et de passagers à l'aide de locomotives à vapeur.
Malgré la charte, le B&O a eu du mal à trouver un moteur à vapeur capable de voyager sur des collines escarpées et des terrains accidentés, forçant l'entreprise à se fier principalement aux trains hippomobiles.
À la rescousse est venu l'industriel Peter Cooper qui a proposé de concevoir et de construire, sans frais pour le B&O, une locomotive à vapeur qui, selon lui, rendrait les wagons tirés par des chevaux obsolètes. La création de Cooper, le célèbre «le petit Poucet»Est devenue la première locomotive à vapeur de construction américaine fonctionnant sur un chemin de fer public commercial.
Tel que conçu par Cooper, le Tom Thumb était une locomotive à quatre roues (0-4-0) avec une chaudière à eau au charbon verticale et des cylindres montés verticalement qui entraînaient les roues sur l'un des essieux. Pesant environ 810 livres, la locomotive a été caractérisée par une foule d'improvisations, y compris des tubes de chaudière faits de canons de carabine.
Bien sûr, il y avait un motif derrière l’apparente générosité de Cooper. Il se trouve qu'il possédait un acre sur un acre de terrain situé le long des routes proposées par B&O, la valeur de qui croîtrait de façon exponentielle si le chemin de fer, propulsé par ses locomotives à vapeur Tom Thumb, réussir.
Le 28 août 1830, Tom Thumb de Cooper subissait des tests de performance sur les voies B&O à l'extérieur de Baltimore, Maryland, lorsqu'un train tiré par des chevaux s'arrêtait à côté sur les voies adjacentes. Jetant un regard irrespectueux à la machine à vapeur, le conducteur du train tiré par des chevaux a défié le Tom Thumb pour une course. Voyant remporter un tel événement comme une grande vitrine publicitaire gratuite pour son moteur, Cooper a accepté avec impatience et la course était lancée.
Le Tom Thumb a rapidement atteint une avance importante et croissante, mais lorsque l'une de ses courroies d'entraînement s'est cassée, arrêtant la locomotive à vapeur, l'ancien train fiable tiré par des chevaux a remporté la course.
Alors qu'il avait perdu la bataille, Cooper a gagné la guerre. Les dirigeants du B&O avaient été tellement impressionnés par la vitesse et la puissance de son moteur qu’ils ont décidé de commencer à utiliser ses locomotives à vapeur sur tous leurs trains.
Alors qu'il transportait des passagers jusqu'en mars 1831 au moins, le Tom Thumb n'a jamais été mis en service commercial régulier et a été récupéré pour des pièces en 1834.
Le B&O est devenu l'un des chemins de fer les plus importants et les plus prospères aux États-Unis. Profitant largement de la vente de ses machines à vapeur et de ses terrains au chemin de fer, Peter Cooper a connu une longue carrière d'investisseur et de philanthrope. En 1859, l'argent donné par Cooper a été utilisé pour ouvrir le Cooper Union for the Advancement of Science and Art in New York City.