蒸汽机与蒸汽机车的发明
提到蒸汽机，历史上众所周知的“蒸汽机之父”应该是英国的詹姆斯·瓦特，他发明的“瓦特蒸汽机”直接将人类推进了“第一次工业革命”时代，使人类踏入了机器时代的大门。其实在瓦特之前，蒸汽机就已经出现了。
在1712年，英国人托马斯·纽科门就已经发明了蒸汽机，用来驱动一台抽水机将矿井中的水抽出。这台蒸汽机在后来被称为“纽科门蒸汽机”。纽科门蒸汽机将蒸汽引入汽缸，然后向汽缸中喷水冷却，冷却后的汽缸内压下降，
汽缸里的活塞在大气压力的推动下向上运动，带动抽水泵抽水。
活塞每分钟只能运动10次，但这已经极大地提高了水泵抽水的效率。
1713年，纽科门把前人试验结果进行综合整理，成功制造出第一台实用的大气活塞式蒸汽机。蒸汽通入汽缸后推动活塞上行，接着在汽缸内部喷水使它冷凝，造成汽缸内部真空，汽缸外的大气压力推动活塞向下，
再通过杠杆、链条等机构带动水泵提升活塞做功。它的缺点是热效率低，燃料消耗量大，主要用于矿井排水。
瓦特作为木匠出身的技工，直到1757年才被英国格拉斯戈大学聘为实验室技师，有了接触纽科门蒸汽机的机会。他对纽科门的蒸汽机产生了浓厚的兴趣。1763年，他在修理蒸汽机模型时发现，纽科门蒸汽机只利用了气压差，
没有利用蒸汽的张力，因此热效率低，燃料消耗量大，他决心对纽科门蒸汽机进行改进。首先，他认为将气缸里的蒸汽送到另一个容器中去冷却，既可以获得能做功的真空，又使汽缸中的温度下降不多，可大大提高热效率。
另外，为防止空气冷却汽缸，必须使用空气的张力作为动力。1769年，瓦特与博尔顿合作，发明了装有冷凝器的蒸汽机。与纽科门蒸汽机相比，热效率提高了60%，但在性能上还无法作为真正的动力机，没有引起社会的关注。这是瓦特蒸汽机的第一次技术革新。
