Одной из причин промышленной революции в Британии стало большое количество угля в этой стране. Добыча угля здесь выросла с 5 млн т в 1750 г. до 50 млн т в 1850 г. Уголь позволяет вырабатывать пар, пар способствует увеличению добычи угля. Паровые двигатели насосов позволили делать шахты намного глубже. Тем не менее технологии не слишком сильно улучшили жизнь шахтеров, были распространены несчастные случаи. Часто вместе со взрослыми мужчинами в шахты спускались мальчики.
Плавка металла
Все больше использовались сталь и пар. Пар помогал в шахтах, поставляющих уголь для печей, в которых выплавляли железо. Железо и сталь были важнейшими компонентами при создании новых машин. В начале XVIII в. Абрахам Дерби нашел более дешевый и простой способ получения чугуна с использованием в качестве топлива для печей кокса, а не угля. В 1850-е гг. Генри Бессемер разработал недорогой процесс массового производства стали. Пар и сталь вместе использовались на паровозах и кораблях, перевозивших товары.
Металлургический завод в Восточной Германии начал работу в 1868 г. и был одним из первых в этой стране. В последней четверти XIX в. промышленность Германии начала очень быстро развиваться
Луддиты
Сегодня людей, которым не нравится развитие технологий, называют «луддитами». Это название происходит от имени Неда Лудда — мифической фигуры, человека, который якобы первым начал рабочее движение в Англии XIX в., активисты которого разбивали ткацкие машины, если их требования по улучшению условий работы не выполнялись. Беспорядки происходили время от времени в течение многих лет, пока суровые репрессии со стороны правительства, включая казни и изгнание из страны, не свели их на нет.
Дороги и рельсы
Перевозка товаров была еще одной сферой жизни, которая претерпела изменения во время промышленной революции. До того, как начали активно использовать энергию пара, сырье и готовые изделия перевозили на повозках по дорогам, которые часто были в плохом состоянии, по рекам и каналам, а затем на парусниках из одной страны в другую. В 1803 г. британский инженер Ричард Тревитик построил первый паровоз, двигавшийся по железной дороге. В 1830 г. между Ливерпулем и Манчестером открылась первая железная дорога, по которой регулярно ходили пассажирские поезда и использовались паровозы, а к 1850 г. длина железнодорожных путей в Британии достигала 10 140 км. В 1820-х гг. шотландский инженер Джон Макадам разработал технологию строительства дорог — дороги покрывались гравием, что делало их более гладкими и прочными.
Распространение по миру
Индустриализация имела и недостатки. Умелых ремесленников все больше заменяли машины, и рабочие переезжали из сельской местности в городские рабочие районы, которые выросли вокруг заводов. Это жилье было плохим и перенаселенным. В 1760–1830 гг. промышленная революция была в основном британским феноменом. Пытаясь сохранить преимущество, Британия заблокировала экспорт оборудования и выезд квалифицированных рабочих в другие страны. Но англичане, желавшие заработать за рубежом, нашли способы подороже продать свои знания. Вильям и Джон Кокерил начали торговать производственными механизмами в Бельгии, которая стала следующей индустриальной страной, развивая металлургию, угольную и текстильную промышленности. Франция отставала из-за революции, но к середине XIX в. и она стала развитой индустриальной державой. Германия, несмотря на богатейшие запасы природных ресурсов, начала использовать свой потенциал только после объединения в единое государство в 1870 г. Америка, расположенная на другой стороне Атлантики, в начале XX в. начала опережать Европу по индустриальному развитию.
Чугунный мост, построенный через реку Северн в графстве Шропшир, Англия, в 1779 г., был первым металлическим мостом в мире. Рядом сейчас находится село, носящее название Айронбридж («Железный мост»)
Электрический мотор
В 1821 г. английский ученый Майкл Фарадей изобрел одно из самых популярных устройств в современном мире — электродвигатель. Его изобретение было основано на открытиях в новой области физики — электромагнетизме.
В 1800 г. Алессандро Вольта изобрел гальванический элемент, надежный источник электроэнергии; в течение многих недель ученые использовали его в различных экспериментах. Впервые мысль о том, что электричество может питать движение, возникла в 1820 г., когда датский ученый Ханс Кристиан Эрстед заметил, что стрелка компаса, оставленного рядом с проводом, по которому тек электрический ток, сдвинулась: электричество приводило к возникновению магнитных эффектов.
Электромагнитная индукция
В 1821 г. Майкл Фарадей продемонстрировал, как подвешенный провод с током будет вращаться вокруг магнита. Это был первый электрический мотор, правда, еще не способный передавать свое движение механизмам. В 1831 г. Фарадей и Джозеф Генри, работавший в Америке независимо от Фарадея, обнаружили, что открытие Эрстеда работает и в обратном порядке: не только ток приводит к возникновению магнетизма, но и движение магнита вырабатывает электрический ток. Это был принцип электромагнитной индукции, легший в основу изобретения электрического генератора.
Оригинальный электрический двигатель, представленный Майклом Фарадеем в 1821 г
Первый электродвигатель, способный на самом деле выполнять какую-то работу, был построен Морицем Германом фон Якоби в 1834 г. в Пруссии. С помощью подковообразного электромагнита он построил электрический двигатель мощностью около 15 ватт. Другой вариант электродвигателя спроектировал кузнец из Вермонта Томас Дэвенпорт в 1834 г., он использовал оборудование, купленное у Джозефа Генри. В 1837 г. он с помощью электродвигателя запускал небольшой автомобиль — возможно, это был первый электромобиль в мире. Дэвенпорт нашел новое применение своим двигателям, в том числе в шелкоткачестве, а также в качестве источника энергии для токарного и печатного станков. Последний он использовал для того, чтобы издавать свою газету The Electro-Magnet and Mechanics Inteligencer.
Saxton Magneto Electric Machine, изобретенная в 1833 г. американцем Джозефом Сакстоном, была одной из первых динамо-машин. Если повернуть ручку, в цепи появляется электрический ток
Очистка воды
Достаточный запас свежей и чистой воды совершенно необходим для здоровья. Люди начали очищать воду более 4000 лет назад, задолго до того, как стало известно о бактериях и других патогенных факторах.
Были найдены труды на санскрите, в которых рекомендовалось кипятить воду и пропускать ее через песок и уголь. Первый общегородской завод по фильтрации воды был спроектирован Робертом Томом в Пейсли, Шотландия, в 1804 г. В нем использовались медленные песчаные фильтры, улавливавшие загрязняющие воду вещества. В 1827 г. Джеймс Симпсон создал конструкцию, аналогичную системе Тома, которая вскоре была реализована в муниципальных станциях водоочистки по всей Англии.
В середине XIX в. в Лондоне из-за большой плотности населения, вынужденного использовать питьевую воду плохого качества, были широко распространены такие болезни, как холера. Было отмечено, что в районах с песочными фильтрами для воды количество заболеваний холерой значительно ниже. На основании этих данных в 1852 г. был принят Закон о снабжении столицы водой (первый закон подобного рода), и вскоре песчаные фильтры установили по всему городу.
Карикатуры высмеивали ужасное состояние «Отца Темзы» и то, как он помолодел после установки водостоков.
В середине XIX в. Лондон фактически перерос свою инфраструктуру. Город производил огромное количество сточных вод, сбрасывавшихся прямо в Темзу, которая стала похожа на открытую канализацию. В жаркое лето 1858 г. произошло «великое лондонское зловоние» — ужасные миазмы достигли парламента, остановив его работу. В результате Джозеф Базэлджет, главный инженер Лондона, создал ряд подземных канализационных каналов, по которым грязная вода направлялась на новые очистные сооружения. Эти канализационные каналы были построены за речными набережными, а берега реки подверглись рекультивации, после чего там были проложены дороги и разбиты скверы.
Водопроводная станция «Челси» в Лондоне была одним из первых сооружений, осуществлявших очистку воды в больших масштабах
Томас Крэппер
Томас Крэппер был весьма успешным производителем смывных туалетов в XIX в., но не он их придумал. Первый смывной туалет был описан еще сэром Джоном Ха-рингтоном в 1596 г. Он состоял из овальной чаши, гидроизолированной с помощью дегтя и смолы. Ее содержимое смывалось с помощью 34 л воды из верхнего резервуара. Харрингтон говорил, что если воды мало, то такой туалет можно использовать 20 раз, прежде чем смыть!
Системы охлаждения
В течение нескольких тысяч лет люди могли охлаждать свою еду только с помощью льда. Но лед был доступен не каждому, к тому же без ледника его нельзя было хранить в течение всего года.
Одно из первых достижений в этой области принадлежит шотландскому химику Уильяму Каллену, который в 1748 г. создал «холодильную машину». Он использовал вакуумный насос, чтобы добиться кипения различных химических реактивов. Это выглядело как высасывание тепла из воздуха, при этом создавался перепад температур, приводивший к замерзанию воды. В 1805 г. американец Оливер Эванс предложил систему охлаждения, в которой использовался тот же эффект: испарялся эфир, который затем снова конденсировался в замкнутой системе. Эванс так и не построил свою машину, позже это сделали другие инженеры. Американец Джейкоб Перкинс получил первый патент на холодильник, но его изобретение было слишком неэффективным и не могло конкурировать с натуральным льдом. В 1851 г. Джеймс Харрисон в Джилонге, Австралия, создал первый практичный холодильник и машину для производства льда.