James Watt (Greenock, 19 de janeiro de 1736, pelo calendário juliano então usado na Grã-Bretanha, ou 30 de janeiro pelo calendário gregoriano) – Handsworth, 25 de agosto de 1819) foi um inventor, engenheiro e químico escocês. Sua máquina a vapor de Watt aperfeiçoou o Motor a vapor de Newcomen, criado por Thomas Newcomen em 1712; as primeiras máquinas de Watt começaram a operar em estabelecimentos comerciais em 1776. Esses aperfeiçoamentos foram fundamentais para as transformações da Revolução Industrial na Grã-Bretanha e em outras partes do mundo.
Watt trabalhava como fabricante de instrumentos na Universidade de Glasgow quando passou a estudar as máquinas a vapor. Engenheiros como John Smeaton já conheciam as deficiências da máquina de Newcomen e procuravam corrigi-las. Watt percebeu que resfriar e aquecer repetidamente o cilindro consumia grande parte da energia do vapor. Sua solução foi condensá-lo em uma câmara separada, o que aumentou a potência e a eficiência da máquina e reduziu os custos de operação. Mais tarde, adaptou-a para produzir movimento rotativo, ampliando seu uso para além do bombeamento de água.
Ao tentar comercializar a invenção, Watt enfrentou graves dificuldades financeiras. Em 1775, associou-se a Matthew Boulton e a empresa Boulton & Watt prosperou. Watt enriqueceu e, mesmo depois de se aposentar, continuou a criar dispositivos, embora nenhum tivesse alcance comparável ao de seus trabalhos com o vapor.
Watt também adotou o cavalo de potência como medida para comparar a potência das máquinas com a força dos cavalos e lhe deu uma definição quantitativa. Em sua homenagem, a unidade de potência do Sistema Internacional de Unidades recebeu o nome de watt.
James Watt nasceu em 19 de janeiro de 1736 em Greenock, no então condado de Renfrewshire. Era o quarto dos cinco filhos de Agnes Muirhead, morta em 1753, e James Watt, que viveu de 1698 a 1782. Os três irmãos mais velhos morreram ainda pequenos. Foi batizado em 25 de janeiro de 1736 na Old West Kirk, em Greenock. Sua mãe vinha de uma família de posição elevada, tinha boa instrução e era tida como uma mulher de personalidade forte. Seu pai construía embarcações, possuía navios, trabalhava como empreiteiro e ocupou em 1751 o cargo de baillie principal de Greenock. Parte das atividades comerciais do pai envolvia produtos obtidos por trabalho escravo e, ocasionalmente, o tráfico de pessoas escravizadas. Watt também participou dos negócios familiares: documentos de 1762 o relacionam à negociação de um menino negro chamado Frederick, provavelmente escravizado.
Seus pais eram presbiterianos e adeptos convictos do movimento dos Covenanters. Embora tenha frequentado cultos presbiterianos, biografias também o descreveram como deísta na vida adulta. Seu avô Thomas Watt, que viveu de 1642 a 1734, ensinava matemática, agrimensura e navegação e servia como baillie do barão de Cartsburn.
A mãe ensinou Watt em casa antes de ele ingressar na Greenock Grammar School. Na escola, mostrou facilidade para a matemática, mas pouco interesse pelo latim e pelo grego antigo. Relatos biográficos dizem que passou por longos períodos de saúde frágil na infância e sofreu de dores de cabeça frequentes ao longo da vida.
Depois de deixar a escola, trabalhou nas oficinas dos negócios do pai, onde demonstrou habilidade para fazer modelos de mecanismos. Com os negócios paternos em dificuldades, foi a Glasgow procurar trabalho como fabricante de instrumentos matemáticos.
Quando Watt tinha 17 anos, sua mãe morreu e a saúde de seu pai começou a piorar. Ele foi a Londres, onde passou um ano, entre 1755 e 1756, aprendendo a fabricar instrumentos. De volta à Escócia, estabeleceu-se em Glasgow com a intenção de abrir uma oficina própria. Ainda era jovem e não havia concluído um aprendizado formal, por isso não contava com os contatos de um antigo mestre para exercer o ofício por conta própria.
A chegada, da Jamaica, de instrumentos astronômicos legados por Alexander MacFarlane à Universidade de Glasgow abriu-lhe uma oportunidade: os aparelhos precisavam de reparos especializados. Watt os restaurou e recebeu pagamento pelo serviço. Posteriormente, os instrumentos foram instalados no Observatório Macfarlane. Em 1756, a universidade o contratou para trabalhar como fabricante de instrumentos e lhe ofereceu alojamento e uma oficina. Watt tornou-se amigo do físico e químico Joseph Black e do economista Adam Smith.
Na oficina, Watt começou cuidando dos instrumentos científicos da universidade e ajudando em demonstrações. Também ampliou a fabricação de quadrantes. Fez e consertou quadrantes de reflexão de latão, oitantes, réguas paralelas, balanças, peças de telescópio e barômetros.
Biógrafos como Samuel Smiles atribuíram as dificuldades iniciais de Watt em Glasgow à oposição da associação local de ofícios. Historiadores como Harry Lumsden questionaram essa interpretação. Os registros do período são incompletos. Embora tenha encontrado resistência, Watt conseguiu trabalhar e negociar como artesão do metal, o que pode significar que a corporação dos artífices do martelo o aceitava ou que ele conseguiu evitar uma proibição direta.
Em 1759, Watt associou-se ao arquiteto e empresário John Craig para fabricar e vender artigos que iam de instrumentos musicais a brinquedos. A parceria durou seis anos e chegou a empregar 16 pessoas. Craig morreu em 1765. Alex Gardner, um dos funcionários, assumiu mais tarde o negócio, que permaneceu em atividade até o século XX.
Em 1764, Watt casou-se com sua prima Margaret, chamada Peggy, Miller. Tiveram cinco filhos, dos quais dois chegaram à idade adulta: James Jr., que viveu de 1769 a 1848, e Margaret, de 1767 a 1796. Margaret Miller morreu em 1773 durante o parto. Em 1776, Watt voltou a se casar, dessa vez com Ann MacGregor, filha de um tintureiro de Glasgow. Tiveram Gregory, de 1777 a 1804, que se tornou geólogo e mineralogista, e Janet, chamada Jessy, de 1779 a 1794. Ann morreu em 1832. Entre 1777 e 1790, Watt morou em Regent Place, em Birmingham.
Estudos científicos e invenções
Uma história bastante difundida diz que Watt teve a ideia de inventar a máquina a vapor ao observar uma chaleira fervendo e sua tampa subir com a pressão do vapor. Os detalhes mudam de uma versão para outra: ele aparece ora como criança, ora como adulto, e a chaleira pertence ora à mãe, ora à tia. Isso põe em dúvida a autenticidade do episódio. De todo modo, Watt não inventou a máquina a vapor. Ele tornou a máquina de Newcomen muito mais eficiente ao acrescentar um condensador separado, conforme os princípios hoje conhecidos da eficiência térmica. É possível que James Watt Jr. tenha difundido a história para enaltecer a memória do pai. Nesse aspecto, ela lembra o relato da maçã que teria levado Isaac Newton à descoberta da gravidade.
Embora provavelmente seja uma lenda, a chaleira fazia parte dos experimentos de Watt. Ao investigar o comportamento do calor e do vapor, ele realizou ensaios de laboratório e anotou em seus diários que usava uma chaleira para gerar vapor.
Primeiras experiências com vapor