Revolusi Industri Kedua

Sejarah teknologi
Menurut zaman Sejarah pramodern Prasejarah Zaman Batu Revolusi Neolitikum Zaman Perunggu Zaman Besi Kuno Sejarah modern Proto-industrialisasi Revolusi Industri Pertama Standardisasi Revolusi Industri Kedua Zaman Mesin Zaman Atom Zaman Jet Zaman Angkasa Revolusi Digital (Revolusi Industri Ketiga) Transformasi digital Zaman Informasi Revolusi Industri Keempat Zaman Imajinasi Teknologi pegari Akan datang
Menurut wilayah sejarah Afrika Kuno Mesir Kuno Anak benua India Tiongkok Kuno Peradaban Maya Zaman Helenistik Kekaisaran Romawi Kekaisaran Bizantium Zaman Pertengahan Islam Revolusi Pertanian Arab Zaman Pertengahan Eropa Eropa Renaisans
Menurut jenis teknologi Sejarah pertanian Sejarah bioteknologi Sejarah komunikasi Sejarah komputer Sejarah teknik listrik Sejarah manufaktur Sejarah teknik material Sejarah pengukuran Sejarah kedokteran Sejarah teknologi nuklir Sejarah transportasi
Garis waktu teknologi Garis waktu penemuan bersejarah Daftar lengkap menurut kategori
Artikel terkait Garis besar teknologi Garis besar teknologi prasejarah
l b s

Revolusi Industri Kedua, juga dikenal sebagai Revolusi Teknologi^[1] adalah sebuah fase pesatnya industrialisasi di akhir abad ke-19 dan awal abad ke-20. Revolusi Industri Pertama yang berakhir pertengahan tahun 1800-an, diselingi oleh perlambatan dalam penemuan makro sebelum Revolusi Industri Kedua muncul tahun 1870. Meskipun sejumlah karakteristik kejadiannya dapat ditelusuri melalui inovasi sebelumnya di bidang manufaktur, seperti pembuatan alat mesin industri; pengembangan metode untuk pembuatan bagian suku cadang; dan penemuan Proses Bessemer untuk menghasilkan baja, Revolusi Industri Kedua umumnya dimulai tahun 1870 hingga 1914, awal Perang Dunia I.^[2]

Kemajuan pada bidang manufaktur dan teknologi produksi memungkinkan pengadopsian secara luas dari teknologi yang sudah ada sebelumnya seperti sistem telegraf dan jaringan kereta api, gas dan air bersih, dan sistem pembuangan limbah, yang sebelumnya hanya terkonsentrasi di beberapa kota saja. Ekspansi kereta api dan jalur telegraf besar-besaran setelah tahun 1870 memungkinkan pergerakan orang dan ide yang belum pernah terjadi sebelumnya, memunculkan gelombang baru globalisasi. Dalam periode waktu yang sama, sistem teknologi baru diperkenalkan, yang paling signifikan adalah listrik dan telepon. Revolusi Industri Kedua berlanjut ke abad ke-20 dengan elektrifikasi awal pabrik-pabrik dan lini produksi, dan berakhir pada awal Perang Dunia I.

Revolusi Industri Kedua merupakan periode perkembangan industri yang sangat pesat, terutama di Inggris, Jerman, dan Amerika Serikat, juga di Prancis, Benelux, Italia, dan Jepang. Revolusi Industri Kedua mengikuti Revolusi Industri Pertama yang dimulai di Inggris pada akhir abad ke-18, kemudian menyebar ke seluruh Eropa Barat dan Amerika Utara. Hal itu ditandai dengan pembangunan rel kereta api, produksi besi dan baja dalam skala besar, meluasnya penggunaan mesin-mesin dalam manufaktur, meningkatnya secara drastis penggunaan tenaga uap, meluasnya penggunaan telegraf, penggunaan minyak bumi dan munculnya elektrifikasi.

Konsep ini diperkenalkan oleh Patrick Geddes, Kota-Kota dalam Evolusi (1910), tapi ketika David Landes menggunakan istilah ini dalam sebuah esai tahun 1966 dan dalam The Unbound Prometheus (1972), menstandardisasi istilah ini secara ilmiah. Salah satu orang yang paling intens menggunakannya adalah Alfred Chandler (1918-2007).^[3]

Landes (2003) menekankan pentingnya teknologi baru, terutama, mesin pembakaran internal dan minyak bumi, bahan-bahan dan substansi baru, termasuk paduan dan bahan kimia, listrik dan teknologi komunikasi (seperti telegraf, telepon, dan radio).

Vaclav Smil menyebut periode 1867-1914 sebagai "Peradaban Sinergi" di mana sebagian besar inovasi paling penting, dikembangkan. Tidak seperti Revolusi Industri Pertama, penemuan dan inovasi adalah bidang teknik dan berbasis ilmu pengetahuan.^[4]

Sinergi antara besi dan baja, kereta api dan batu bara, dikembangkan pada awal Revolusi Industri Kedua. Rel kereta api memungkinkan transportasi bahan dan produk menjadi murah, yang pada gilirannya menyebabkan pembangunan jalan menjadi lebih banyak. Rel kereta api juga diuntungkan dari harga batu bara yang murah untuk lokomotif uapnya. Sinergi ini memungkinkan peletakan 75.000 mil jalur rel kereta di Amerika Serikat pada tahun 1880-an, jumlah terbesar di mana pun dalam sejarah dunia.^[5]

Teknik hot blast, teknik menggunakan gas buang panas dari tungku untuk memanaskan udara yang ditiupkan ke dalam blast furnace, diciptakan dan dipatenkan oleh James Beaumont Neilson pada tahun 1828 di Wilsontown Ironworks di Skotlandia. Hot blast adalah salah satu kemajuan paling penting dalam efisiensi bahan bakar blast furnace karena menghemat bahan bakar dalam pembuatan pig iron, dan merupakan salah satu teknologi yang paling penting yang berkembang pada Revolusi Industri.^[6] Penurunan biaya untuk memproduksi besi tempa bertepatan dengan munculnya kereta api pada tahun 1830-an.

Awal teknik ledakan panas digunakan besi untuk regeneratif media pemanas. Besi menyebabkan masalah dengan ekspansi dan kontraksi, yang menekan besi dan menyebabkan kegagalan (failure). Edward Alfred Cowper mengembangkan kompor Cowper pada tahun 1857.^[7] Kompor ini menggunakan batu bata tahan api sebagai media penyimpan. Kompor Cowper juga mampu menghasilkan panas yang tinggi, membuat produktivitas blast furnace menjadi sangat baik. Kompor Cowper masih digunakan di blast furnace sampai saat ini.

Dengan ongkos produksi pig iron yang menjadi murah, maka permintaannya naik drastis, sehingga ukuran blast furnace juga semakin besar.^[8][9]

Proses Bessemer, ditemukan oleh Sir Henry Bessemer, memungkinkan baja diproduksi massal, menaikkan skala dan kecepatan produksi material ini, serta menurunkan kebutuhan tenaga kerja. Kunci utamanya adalah membuang kelebihan karbon dan dan pengotor lainnya dari pig iron melalui oksidasi dengan udara yang ditiupkan melalui molten iron. Oksidasi ini juga meningkatkan suhu dan menjaganya tetap cair.

Proses Bessemer "asam" mempunyai keterbatasan serius karena membutuhkan bijih hematit yang langka^[10] karena rendah fosfor. Sidney Gilchrist Thomas mengembangkan proses lebih canggih untuk menghilangkan fosfor dari besi. Bekerja sama dengan sepupunya, Percy Gilchrist seorang ahli kimia di Blaenavon Ironworks, Wales, ia mematenkan penemuannya pada tahun 1878;^[11] Bolckow Vaughan & Co. di Yorkshire adalah perusahaan pertama yang menggunakan proses ini.^[12] Proses yang ia temukan sangat berharga di benua Eropa, di mana proporsi fosfat besi jauh lebih besar daripada di Inggris. Di Belgia dan Jerman, nama mereka menjadi lebih dikenal luas daripada di negaranya sendiri. Di Amerika, meskipun besin non-fosfat mendominasi, namun mereka sangat tertarik dengan penemuan ini. ^[12]

Kemajuan besar berikutnya dalam pembuatan baja adalah proses Siemens-Martin. Sir Carl Wilhelm Siemens mengembangkan tungku regeneratif pada tahun 1850-an, di mana pada tahun 1857 dia mengklaim dapat memulihkan panas yang cukup untuk menyimpan 70-80% bahan bakar. Tungku dioperasikan pada suhu tinggi dengan menggunakan pemanasan regeneratif bahan bakar dan udara untuk pembakaran. Melalui metode ini, sebuah tungku dapat mencapai suhu yang cukup tinggi untuk melelehkan baja, tetapi Siemens awalnya tidak menggunakannya untuk tujuan tersebut.

Insinyur Prancis Pierre-Émile Martin adalah orang pertama untuk mengambil lisensi tungku Siemens dan menerapkannya untuk produksi baja pada tahun 1865. Proses Siemens-Martin melengkapi alih-alih menggantikan proses Bessemer. Keuntungan utama proses ini adalah tidak mengekspos baja ke nitrogen berlebih (yang dapat menyebabkan baja menjadi getas), lebih mudah dikontrol, memungkinkan peleburan dan pemurnian baja scrap dalam jumlah besar, dan menurunkan biaya produksi baja. Proses ini menjadi proses pembuatan baja utama pada awal abad ke-20.

Ketersediaan baja yang murah memungkinkan bangunan, jembatan, rel kereta api, gedung pencakar langit, dan kapal yang lebih besar.^[13] Produk baja penting lainnya: kabel baja, batang baja dan lembaran baja yang memungkinkan dibuatnya boiler besar bertekanan tinggi dan baja berkekuatan tarik tinggi untuk bahan baku mesin-mesin, yang akhirnya menjadikan mesin, gigi dan as yang lebih kuat dari sebelumnya. Dengan jumlah baja yang banyak, perkembangan senjata dan kereta, tank, kendaraan tempur lapis baja dan kapal-kapal angkatan laut juga semakin pesat.

Peningkatan produksi baja dari tahun 1860-an berarti kereta api akhirnya bisa dibuat dengan biaya yang kompetitif. Jauh lebih tahan lama, bahan baja dengan cepat menggantikan besi sebagai standar untuk rel kereta api dan karena kekuatan yang lebih besar, rel yang lebih panjang rel sudah bisa digulung. Besi tempa yang sebelumnya digunakan bersifat lunak dan terdapat kecacatan yang disebabkan oleh pengotor. Rel besi juga tidak mendukung massa lokomotif yang berat dan rusak jika terkena pukulan palu. Orang pertama yang membuat rel baja tahan lama adalah Robert Forester Mushet di Darkhill Ironworks, Gloucestershire pada tahun 1857.

Rel baja pertama buatannya dikirim ke stasiun kereta Derby Midland. Rel diletakkan di bagian mendekati stasiun di mana rel besi harus diperbarui setidaknya setiap enam bulan, dan kadang-kadang setiap tiga bulan. Enam tahun kemudian, pada tahun 1863, rel tampak sempurna seperti sebelumnya, meskipun 700 kereta melewatinya setiap hari.^[14] Hal ini menjadi dasar bagi percepatan pembangunan transportasi kereta api di seluruh dunia pada akhir abad ke-19. Rel baja bertahan 10 kali lebih lama daripada rel besi,^[15] dan dengan ongkos baja yang makin murah, dapat digunakan rel yang lebih berat. Hal ini memungkinkan penggunaan lokomotif yang lebih kuat, bisa menarik kereta lebih panjang, dan gerbong kereta lebih banyak, yang amat meningkatkan produktivitas rel kereta api.^[16] Kereta api menjadi tulang punggung infrastruktur transportasi di negara industri,^[17] terus menyumbang penurunan biaya pengiriman selama sisa abad ke-19.^[18]

Teori dan praktik dasar dalam pemanfaatan tenaga listrik pertama kali dilakukan oleh ilmuwan Michael Faraday. Melalui penelitiannya pada medan magnet di sekitar konduktor yang membawa arus searah, Faraday menciptakan dasar konsep medan elektromagnetik dalam fisika. Hasil temuannya yaitu perangkat elektromagnetik berputar menjadi dasar bagi penggunaan listrik dalam teknologi.

Pada tahun 1881, Sir Joseph Swan, penemu pertama lampu pijar, menyediakan sekitar 1.200 lampu pijar Swan ke Savoy Theatre di Kota Westminster, London. Gedung ini merupakan teater dan bangunan publik pertama di dunia yang diterangi sepenuhnya oleh listrik.^[19][20] Lampu bohlam Swan sebelumnya sudah digunakan pada tahun 1879 sebagai penerangan di Mosley Street,Newcastle upon Tyne, menjadi instalasi penerangan listrik pertama di dunia.^[21][22] Pemasangan ini menjadi tahap awal bagi elektrifikasi listrik industri dan rumah tangga. Distribusi pasokan listrik skala besar pertama pabrik dibuka di Viaduk Holborn di London pada tahun 1882,^[23] dan kemudian di Stasiun Pearl Street di New York City.^[24]

Pembangkit listrik modern pertama di dunia dibangun oleh insinyur listrik Inggris, Sebastian de Ferranti, di Deptford. Dibangun pada skala yang belum pernah dilakukan sebelumnya dan menjadi perintis penggunaan tegangan tinggi (10.000 V) arus bolak-balik. Menghasilkan daya 800 kilowatt dan menerangi pusat kota London. Elektrifikasi memungkinkan akhir dari perkembangan dalam metode manufaktur Revolusi Industri Kedua, yaitu jalur perakitan dan produksi massal.^[25]

Elektrifikasi disebut-sebut sebagai "pencapaian rekayasa paling penting pada abad ke-20" oleh National Academy of Engineering.^[26] Penerangan listrik di pabrik-pabrik sangat memperbaiki kondisi kerja, mengurangi panas dan polusi yang disebabkan oleh cahaya gas, dan mengurangi bahaya kebakaran, di mana biaya listrik untuk penerangan sering diimbangi dengan pengurangan premi asuransi kebakaran. Frank J. Sprague mengembangkan motor DC yang sukses pada tahun 1886. Pada tahun 1889, 110 trem listrik beroperasi menggunakan peralatan yang ia temukan. Listrik AC (motor induksi) dikembangkan pada tahun 1890-an dan segera digunakan di listrik industri.^[27] Elektrifikasi rumah tangga belum umum sampai tahun 1920-an, dan kemudian hanya di kota-kota saja. Lampu neon diperkenalkan secara komersial pada di Pekan Raya Dunia 1939.

Elektrifikasi juga memungkinkan produksi bahan elektrokimia menjadi murah, seperti aluminium, klorin, natrium hidroksida, dan magnesium.^[28]

Peralatan mesin muncul seiring munculnya Revolusi Industri Pertama yang tidak sempurna. Meningkatnya mekanisasi membutuhkan semakin banyak logam, yang biasanya terdiri dari besi tuang atau besi tempa—dan pekerjaan dengan tangan menjadikan hasil tidak presisi, lambat, dan mahal. Salah satu peralatan mesin pertama adalah mesin bor John Wilkinson yang bisa melubangi secara presisi di mesin uap James Watt tahun 1774. Kemajuan akurasi peralatan mesin dapat ditelusuri ke Henry Maudslay dan disempurnakan oleh Joseph Whitworth. Standardisasi sekrup dilakukan oleh Henry Maudslay sekitar tahun 1800.

Tahun 1841, Joseph Whitworth menciptakan desain yang menjadi standar peralatan nasional pertama di dunia yang disebut British Standard Whitworth.^[29] Pada tahun 1840-an sampai 1860-an, standar ini juga sering kali dipakai di Amerika Serikat dan Kanada.

Pentingnya peralatan mesin kepada barang produksi massal ditunjukkan oleh fakta bahwa produksi Ford Model T menggunakan 32.000 peralatan mesin, di mana sebagian besar ditenagai listrik.^[30] Henry Ford sendiri mengatakan bahwa produksi massal tidak mungkin dapat dilakukan tanpa listrik, karena di dalamnya membutuhkan peralatan mesin dan alat lain sebagai bagian dari alur kerja.^[31]

Mesin kertas pertama adalah mesin Fourdrinier, dibuat oleh Sealy dan Henry Fourdrinier. Tahun 1800, Matthias Koops dari London, meneliti ide menggunakan kayu untuk membuat kertas, dan membuat bisnis percetakan setahun kemudian. Namun, usahanya gagal karena biaya tinggi pada waktu itu.^[32][33][34]

Pada tahun 1840-an, Charles Fenerty di Nova Scotia dan Friedrich Gottlob Keller di Saxony menemukan sebuah mesin yang sukses mengekstrak serat dari kayu dan membuatnya menjadi kertas. Hal ini menjadi era baru dalam pembuatan kertas,^[35] dan bersamaan dengan ditemukannya bolpoin dan pensil produksi massal pada waktu yang sama, kertas berbasis kayu menciptakan transformasi besar untuk ekonomi dan peradaban abad ke-19. Dengan semakin murahnya harga kertas, maka buku sekolah, buku fiksi/nonfiksi, dan surat kabar bermunculan pada tahun 1900. Kertas berbasis kayu juga memudahkan penyimpanan buku harian atau penulisan surat, sehingga pada tahun 1850-an para penulis menjadi profesi khusus. Pada tahun 1880-an, proses kimia dalam pembuatan kertas mulai digunakan.

Industri minyak bumi, baik produksi dan pengilangan, dimulai tahun 1848 dengan penambangan pertama di Skotlandia. Kimiawan James Young membangun bisnis pengilangan minyak bumi tahun 1848. Ia menemukan bahwa dengan distilasi lambat ia bisa mendapatkan sejumlah cairan yang berguna, salah satunya ia namakan "minyak parafin" karena pada suhu rendah akan membeku seperti lilin.^[36] Pada tahun 1850, Young membangun perusahaan minyak komersial dan pengilangan minyak di Bathgate, menggunakan minyak yang diekstrak dari tambang torbanit, shale, dan batu bara bituminus untuk memproduksi nafta dan minyak pelumas, dan parafin untuk bahan bakar.

Cable tool drilling dikembangkan pada zaman Cina kuno dan digunakan untuk mengebor sumur air asin. Kubah garamnya juga berisi gas alam, di mana beberapa sumur memproduksi dan digunakan untuk mengevaporasi air asin. Teknologi pengeboran sumur Cina masuk ke Eropa tahun 1828.^[37]

Drake mempelajari cable tool drilling dari pekerja Cina di Amerika.^[38] Produk utamanya waktu itu adalah minyak tanah untuk lampu dan pemanas.^[28][39]

Penerangan minyak tanah jauh lebih efisien dan murah ketimbang minyak sayur, serta lemak dan minyak paus. Meskipun penerangan gas tersedia di beberapa kota, minyak tanah menghasilkan cahaya lebih terang sampai ditemukannya mantel gas. Keduanya digantikan oleh listrik untuk penerangan lampu jalan pada tahun 1890-an dan untuk rumah pada tahun 1920-an. Bensin adalah produk samping yang tidak diinginkan dari hasil penyulingan, hingga mobil diproduksi massal setelah 1914 dan kelangkaan bensin muncul pada Perang Dunia I. Ditemukannya proses Burton untuk thermal cracking melipatgandakan hasil produksi bensin yang membantu meredakan kelangkaan ini.^[39]

Pewarna sintetis ditemukan oleh kimiawan Inggris William Henry Perkin tahun 1856. Pada waktu itu, kimia belum dianggap ilmu tersendiri. Saat itu masih terjadi kesulitan untuk menentukan penataan elemen-elemen dalam senyawa dan industri kimia masih sangat baru. Penemuan Perkin yang tidak sengaja bermula ketika anilina dapat diubah sebagian menjadi campuran di mana kemudian apabila diekstrak dengan alkohol akan menghasilkan produk berwarna ungu. Ia mengomersialisasikannya sebagai pewarna sintetis pertama di dunia.^[40]

Vulkanisasi karet oleh Charles Goodyear dan Thomas Hancock pada tahun 1840-an membukakan jalan bagi industri karet, terutama untuk manufaktur ban karet.^[41]

John Boyd Dunlop mengembangkan ban pneumatik pertama tahun 1887 di Belfast. Willie Hume mendemonstrasikan supremasi ban pneumatik buatan Dunlop tahun 1889.^{[42] [43]} Pengembangan ban pneumatik Dunlop tepat saat dimulainya perkembangan transportasi darat dan produksi komersial mulai tahun 1890.

Sepeda modern didesain oleh insinyur Inggris Harry John Lawson tahun 1876, meskipun John Kemp Starley-lah yang memproduksi sepeda secara komersial pertama kali beberapa tahun kemudian.^[44] Popularitasnya meningkat sehingga muncul ledakan sepeda tahun 1890-an.

Jaringan jalan berkembang sangat baik para periode itu, menggunakan metode Makadam yang ditemukan oleh insinyur Skotlandia John Loudon McAdam, dan permukaan jalan keras dibangun untuk memenuhi kebutuhan pesepeda tahun 1890-an. Tarmak modern dipatenkan oleh insinyur sipil Inggris Edgar Purnell Hooley tahun 1901.^[45]

Insinyur Jerman Karl Benz mematenkan mobil pertama di dunia tahun 1886. Mobil buatannya menggunakan roda kawat (tidak seperti kereta kuda yang memakai kayu)^[46] dengan mesin 4 langkah hasil desainnya sendiri di antara roda belakang, dilengkapi busi ^[47] dan pendinginan evaporatif alih-alih radiator.^[47] Tenaganya disalurkan oleh 2 roller chain ke poros belakang. Kendaraan ini adalah mobil pertama yang didesain untuk menghasilkan tenaganya sendiri. Benz mulai menjual kendaraannya (dengan nama Benz Patent Motorwagen) pada musim panas tahun 1888, menjadikannya mobil komersial pertama di dunia.

Henry Ford kemudian menyempurnakan mobil ciptaan Karl Benz pada tahun 1896, di mana kemudian ia membuat perusahaannya sendiri bernama Ford Motor Company tahun 1903.^[25] Ford dan temannya di perusahaan bekerja keras mencari cara menaikkan produksi sampai pada skala di mana harganya bisa terjangkau bagi rata-rata pekerja.^[25] Solusinya kemudian dikembangkan Ford Motor dengan pabrik yang sepenuhnya didesain ulang dengan peralatan mesin dan beberapa mesin khusus yang secara sistematis diletakkan dalam alur kerja. Semua gerak manusia yang tidak diperlukan dihapus dengan meletakkan alat-alat di tempat yang mudah dijangkau, dan juga digunakan konveyor yang memunculkan jalur perakitan. Proses lengkapnya disebut sebagai produksi massal. Hal ini menjadi yang pertama di dunia ketika sebuah produk kompleks (terdiri dari 5000 bagian) diproduksi dalam jumlah ratusan ribu unit per tahunnya.^[25][30] Penghematan dari metode produksi massal memungkinkan turunnya harga Ford Model T dari $780 tahun 1910 menjadi $360 tahun 1916. Tahun 1924, 2 juta unit model T diproduksi dan dihargai $290 sebuah.^[48]

Sains terapan membuka banyak peluang. Pada pertengahan abad ke-19, mulai muncul pemahaman kimia dan pemahaman dasar termodinamika. Pada akhir abad ke-19, pemahaman kedua bidang ini sudah mendekati bentuknya saat ini. Prinsip-prinsip termodinamika digunakan dalam pengembangan kimia fisika. Pemahaman ilmu kimia memberikan dasar bagi pengembangan kimia inorganik dasar dan industri pewarna anilin.

Sains metalurgi berkembang berkat kerja keras Henry Clifton Sorby dan ilmuwan lainnya. Sorby memulai studi besi dan baja di bawah mikroskop, membukakan jalan bagi pemahaman logam dan produksi massal baja. Pada tahun 1863 ia menggunakan etching dengan asam untuk mempelajari struktur mikroskipik logam dan menjadi orang pertama yang memahami bahwa karbon dalam jumlah kecil namun presisi akan meningkatkan kekuatan baja.^[49] Hal ini menjadi dasar bagi Henry Bessemer dan Robert Forester Mushet untuk mengembangkan metode produksi massal baja.

Proses lainnya juga dikembangkan untuk memurnikan berbagai elemen seperti kromium, molibdenum, titanium, vanadium, dan nikel di mana dapat digunakan untuk membuat aloi dengan spesifikasi khusus, terutama dengan baja. Baja vanadium misalnya, kuat dan tahan lelah (fatigue resistant) dan digunakan dalam otomotif.^[50] Baja aloi digunakan untuk bantalan bola yang digunakan pada sepeda tahun 1880-an. Bantalan bola dan rol juga digunakan dalam permesinan.

Hasil kerja Justus von Liebig dan August Wilhelm von Hofmann meletakkan dasar bagi industri kimia modern. Liebig dianggap sebagai "bapak industri pupuk" berkat penemuannya nitrogen sebagai nutrien tumbuhan yang penting. Hofmann memperkenalkan permodelan molekuler dan menjadi guru bagi Perkin yang menemukan pewarna sintetis pertama.

Ilmu termodinamika berkembang menjadi saat ini berkat Sadi Carnot, William Rankine, Rudolf Clausius, William Thomson, James Clerk Maxwell, Ludwig Boltzmann dan J. Willard Gibbs. Prinsip ilmiahnya diaplikasikan dalam berbagai perhitungan industri, termasuk perbaikan efisiensi boiler dan turbin uap. Hasil kerja Michael Faraday dan ilmuwan lain meletakkan dasar bagi pemahaman listrik.

Penemuan ilmuwan Skotlandia James Clerk Maxwell memulai era fisika modern.^[51] Pencapaiannya yang paling penting adalah merumuskan sejumlah persamaan yang menjelaskan listrik, magnet, dan optik sebagai manifestasi fenomena yang sama yang disebut medan elektromagnetik.^[52] Penyatuan fenomena cahaya dan listrik mengarah ke prediksi adanya gelombang radio dan menjadi basis untuk pengembangan teknologi radio oleh Hughes dan Marconi.^[53]

Maxwell sendiri juga mengembangkan fotografi warna tahun 1861 dan mempublikasikan perlakuan teori kontrol.^[54][55] Teori kontrol adalah dasar bagi pengendalian proses yang luas digunakan dalam otomasi, terutama untuk proses industri, mengontrol kapal dan pesawat.^[56] Teori kontrol dikembangkan untuk menganalisis fungsi regulator sentrifugal pada mesin uap. Regulator ini mulai digunakan pada akhir abad ke-18 pada penggilingan angin dan air untuk memperbaiki posisi celah di antara batu giling dan diadopsi ke mesin uap oleh James Watt. Versi berikutnya digunakan untuk menstabilkan mekanisme otomatis teleskop dan mengatur kecepatan propeller dan kemudi kapal.

Justus von Liebig adalah orang pertama yang memahami pentingnya amoniak sebagai pupuk dan mempopulerkan pentingnya mineral anorganik untuk nutrisi tumbuhan. Di Inggris, ia mencoba untuk mengimplementasikan teorinya secara komersial dengan memperlakukan kalsium pirofosfat dengan asam sulfat. Pionir lainnya adalah John Bennet Lawes yang mulai bereksperimen untuk mengetahui efek berbagai pupuk kandang terhadap pertumbuhan tanaman pada tahun 1837.^[57]

Ditemukannya koprolit dalam jumlah besar di Anglia Timur, memacu Fisons dan Edward Packard untuk mengembangkan salah satu pabrik pupuk skala besar pertama di Bramford, dan Snape pada tahun 1850-an. Pada tahun 1870-an superfosfat juga dihasilkan di pabrik ini, dikirim ke seluruh dunia dari pelabuhan di Ipswich.^[58][59]

Proses Birkeland–Eyde dikembangkan oleh ilmuwan dan industriawan Kristian Birkeland bersama dengan Sam Eyde tahun 1903,^[60] namun dengan cepat digantikan oleh proses Haber yang jauh lebih efisien,^[61] dikembangkan oleh kimiawan pemenang Hadiah Nobel, Carl Bosch dari IG Farben dan Fritz Haber di Jerman.^[62] Proses ini menggunakan nitrogen (N₂) dan gas metana (CH₄) untuk sintesis amoniak (NH₃). Amoniak yang dihasilkan dalam proses Haber adalah bahan baku bagi produksi asam nitrat.

Turbin uap dikembangkan olehr Charles Parsons tahun 1884. Model pertamanya terhubung dengan dinamo yang menghasilkan listrik 7.5 kW (10 hp).^[63] Penemuan turbin uap Parson membuat listrik menjadi murah dan merevolusi transportasi laut dan peperangan laut.^[64] Ketika Parson wafat, turbinnya sudah hampir diadopsi di seluruh pembangkit listrik utama dunia.^[65]

Mesin pembakaran dalam pertama yang digunakan secara luas adalah siklus otto tahun 1876. Mulai tahun 1880-an hingga elektrifikasi, mesin ini banyak digunakan di toko kecil karena mesin uap kecil tidak efisien dan butuh perhatian ekstra.^[4] Mesin Otto kemudian digunakan sebagai dasar bagi mesin mobil bensin hingga saat ini.

Mesin diesel dikembangkan oleh Rudolf Diesel dan Herbert Akroyd Stuart pada tahun 1890-an dengan menggunakan prinsip-prinsip termodinamika dengan tujuan utama adalah efisiensi tinggi. Butuh beberapa tahun untuk menyempurnakannya dan menjadi populer. Aplikasi pertamanya digunakan untuk perkapalan, sebelum kemudian digunakan untuk lokomotif. Mesin ini tetap menjadi mesin paling efisien di dunia sampai saat ini.

Sistem telegraf komersial pertama dipasang oleh William Fothergill Cooke dan Charles Wheatstone bulan Mei 1837 antara stasiun kereta Euston dan Camden Town di London.^[66]

Jaringan telegraf kemudian berkembang sangat cepat sepanjang abad ke-19, menggunakan kabel bawah laut yang dibangun oleh John Watkins Brett antara Prancis dan Inggris. The Atlantic Telegraph Company dibentuk di London pada tahun 1856 untuk membangun kabel telegraf komersial yang menyeberangi Samudera Atlantik. Hal ini berhasil diselesaikan pada tanggal 18 Juli 1866 oleh kapal SS Great Eastern, yang dikapteni oleh Sir James Anderson setelah banyak kekacauan di sepanjang perjalanan.^[67] Dari tahun 1850-an sampai tahun 1911, sistem kabel bawah laut Inggris mendominasi sistem dunia.^[68]

Telepon dipatenkan tahun 1876 oleh Alexander Graham Bell, dan seperti telegraf zaman awal, digunakan untuk mempercepat transaksi bisnis.^[69]

Penemu Italia Guglielmo Marconi sukses mengkomersialkan radio pada abad ke-20.^[70] Ia mendirikan The Wireless Telegraph & Signal Company di Inggris tahun 1897^[71][72] dan pada tahun yang sama mengirimkan kode Morse sepanjang Dataran Salisbury, menjadi komunikasi nirkabel pertama di dunia^[73] dan membuat transmisi transatlantik pertama tahun 1901 dari Poldhu, Cornwall ke Signal Hill, Newfoundland. Marconi membuat stasiun berkekuatan tinggi di kedua sisi Atlantik dan memulai layanan komersial untuk mengirim berita malam ke kapal-kapal pelanggan pada tahun 1904.^[74]

Pengembangan tabung vakum oleh John Ambrose Fleming tahun 1904 menjadi kunci bagi barang elektronika dan penyiaran radio modern. Lee De Forest yang menemukan trioda memungkinkan amplifikasi signal elektronik sehingga melahirkan penyiaran radio pada tahun 1920-an.

• Atkeson, Andrew and Patrick J. Kehoe. "Modeling the Transition to a New Economy: Lessons from Two Technological Revolutions," American Economic Review, March 2007, Vol. 97 Issue 1, pp 64–88 in EBSCO
• Appleby, Joyce Oldham. The Relentless Revolution: A History of Capitalism (2010) excerpt and text search
• Beaudreau, Bernard C. The Economic Consequences of Mr. Keynes: How the Second Industrial Revolution Passed Great Britain ( 2006)
• Bernal, J. D. (1970) [1953]. Science and Industry in the Nineteenth Century. Bloomington: Indiana University Press. ISBN 0-253-20128-4. 
• Broadberry, Stephen, and Kevin H. O'Rourke. The Cambridge Economic History of Modern Europe (2 vol. 2010), covers 1700 to present
• Chandler, Jr., Alfred D. Scale and Scope: The Dynamics of Industrial Capitalism (1990).
• Chant, Colin, ed. Science, Technology and Everyday Life, 1870–1950 (1989) emphasis on Britain
• Hobsbawm, E. J. (1999). Industry and Empire: From 1750 to the Present Day. rev. and updated with Chris Wrigley (edisi ke-2nd). New York: New Press. ISBN 1-56584-561-7. 
• Hull, James O. "From Rostow to Chandler to You: How revolutionary was the second industrial revolution?" Journal of European Economic History',' Spring 1996, Vol. 25 Issue 1, pp. 191–208
• Kornblith, Gary. The Industrial Revolution in America (1997)
• Kranzberg, Melvin; Carroll W. Pursell Jr (1967). Technology in Western Civilization (edisi ke-2 vols.). New York: Oxford University Press. 
• Landes, David (2003). The Unbound Prometheus: Technical Change and Industrial Development in Western Europe from 1750 to the Present (edisi ke-2nd). New York: Cambridge University Press. ISBN 0-521-53402-X. 
• Licht, Walter. Industrializing America: The Nineteenth Century (1995)
• Mokyr, Joel The Second Industrial Revolution, 1870–1914 (1998)
• Mokyr, Joel. The Enlightened Economy: An Economic History of Britain 1700–1850 (2010)
• Rider, Christine, ed. Encyclopedia of the Age of the Industrial Revolution, 1700–1920 (2 vol. 2007)
• Roberts, Wayne. "Toronto Metal Workers and the Second Industrial Revolution, 1889–1914," Labour / Le Travail, Autumn 1980, Vol. 6, pp 49–72
• Smil, Vaclav. Creating the Twentieth Century: Technical Innovations of 1867–1914 and Their Lasting Impact