Een stoommachine is een motor, die door middel van onder druk staande stoom mechanische arbeid levert. Vaak ontstaat die druk als gevolg van verhitting door verbranding van steenkool. De stoommachine wordt echter niet tot de verbrandingsmotoren gerekend.
In 1712 bouwde Thomas Newcomen het eerste werktuig, dat wij tegenwoordig een stoommachine zouden noemen. De machine had namelijk twee onderdelen - een stoomketel en een cilinder met zuiger - die kenmerkend zijn voor een stoommachine.
Op 2 juli 1698 patenteerde Thomas Savery de eerste stoommachine onder de titel An Engine to Raise Water by Fire (een machine om water op te pompen met behulp van vuur) en in 1702 publiceerde hij details over deze machine in het boek Miner's Friend.
In Engeland werd stoom voor het eerst echt in het dagelijks leven gebruikt. De stoommachine was daar dan ook ontwikkeld, maar het land was daarvoor al gedeeltelijk geïndustrialiseerd. Door waterkracht aangedreven fabrieken produceerden grote hoeveelheden textiel, een van de belangrijkste handelsgoederen van die tijd.
James Watt (Greenock (Schotland), 19 januari 1736 – Heathfield Hall bij Birmingham, 25 augustus 1819) was een Schotse ingenieur die wordt beschouwd als de uitvinder van de moderne stoommachine.
Thomas Savery patenteerde in 1698 een machine waarmee water uit mijnschachten kon worden gepompt. Enkele jaren later, in 1712, ontwierp Thomas Newcomen de eerste stoommachine die gebruik maakte van een zuiger.
De stoommachine van Newcomen, ook wel atmosferische machine genoemd, is de praktisch werkende stoommachine, door Thomas Newcomen (1663-1729) ontworpen in 1712 in het Zuiden van Engeland.
De aeolipile is het vroegst bekende voorbeeld van een stoommachine, uitgevonden door Heron van Alexandrië in de 1e eeuw. De naam is afgeleid van Aeolos (Oudgrieks: Αἴολος) de Griekse god van de wind en het Latijnse woord pila wat 'bal' betekent (gebaseerd op de bolvormige drukkamer).
Een stoommachine is een machine die stoom omzet in een beweging. Water wordt verwarmd totdat het kookt om zo stoom te maken. Omdat de stoom nergens heen kan, drukt het zuigers in een cilinder weg.
James Watt, de Schot die de moderne stoommachine uitvond. Voor hij zijn uitvinding deed bestonden er al stoommachines, maar Watt verbeterde deze dusdanig dat ze echt goed gebruikt konden worden.
De industriële revolutie begon in Engeland, rond 1750. De stoommachine was het resultaat van een reeks uitvindingen van achtereenvolgens Denis Papin, Thomas Savery, Thomas Newcomen en John Cally. De eerste Newcomen stoommachine werd in 1702 gebouwd.
In 1702 vindt Thomas Newcomen de stoommachine uit. De uitvinding wordt in eerste instantie gebruikt in de mijnindustrie om water weg te kunnen pompen uit steenkolenmijnen. James Watt verbeterde de uitvinding van Newcomen tot een machine om kracht over te brengen.
Na de uitvinding van de stoomtrein kwam ook de eerste spoorlijn. Deze werd in 1839 in Nederland aangelegd en liep tussen Amsterdam en Haarlem. Omdat nu ook goederentreinen grondstoffen en producten naar fabrieken vervoerden, kwamen er in de steden ook fabrieken.
In 1875 werden in Tilburg 142 fabrieken geteld. Ook in Twente bloeide de textielindustrie. In deze regio kwam de eerste stoomspinnerij in 1830 en de stoomweverij volgde in 1852. De techniek hiervoor kwam aanvankelijk uit Engeland.
De stoommachines werden gebruikt om het grondwater weg te pompen. In Nederland werd in 1781 een stoommachine gebruikt om een vijver leeg te pompen. De stoommachines werden steeds beter en krachtiger. Daardoor lukte het een paar jaar later om een polder droog te houden.
Er kwamen fietsen, auto's, films en telefoons. Het leven van fabrieksarbeiders werd in de 19de eeuw steeds beter en de uitvinding van de fiets en de auto, dat waren grote vernieuwingen. En die maakten het leven een stuk leuker. De eerste fiets was een loopfiets, zonder trappers en met houten wielen.
De Schotse uitvinder was absoluut geen geboren zakenman, maar toch stierf hij in 1819 met een fortuin op zijn naam. Dit had Watt vooral te danken aan zijn goede zakenrelaties, en natuurlijk aan zijn uitvinding van de verbeterde stoommachine, die het begin betekende van de Industriële Revolutie.
Als eenheid van vermogen (dus energie per seconde) kennen we de watt (W), en, heel ouderwets: de paardenkracht (pk). 1 watt = 1 joule per seconde. Een stofzuiger die 1000 watt (ofwel 1 kilowatt, 1 kW) vermogen heeft, gebruikt dus elke seconde 1000 joule.
De eerste echte stoommachine is in 1777 ontworpen door de Schot James Watt. De eerste stoomtrein wordt in Wales in 1804 gebruikt bij een ijzermijn. Pas in 1830 rijdt tussen Manchester en Liverpool de eerste echte passagierstrein, ontworpen door George Stephenson. In 1839 wordt de eerste spoorlijn van Nederland geopend.
Door de stoommachine, een uitvinding van James Watt, kon er sneller en efficiënter worden geproduceerd. Naast stoommachines was de komst van stoomtreinen en stoomschepen ook erg belangrijk. Zo werd de eerste spoorlijn gebouwd in Engeland in 1825.
Rendement van een stoommachine
Er geldt dan Q1 – Q2 = W. Alles overziend, kun je zeggen dat een gedeelte van de energie die opgeslagen zat in de kolen, die de stoommachine ingaan, dat is Q1 , omgezet wordt in gewenste energie, W én de warmte Q2. Er geldt dus: Q1 = Q2 + W.