年少时总听到这样的故事（shì）：有一天瓦特看到烧开的水（shuǐ）壶（hú）的盖子被不断的顶起来，于是发明了蒸汽机。而事（shì）实（shí）上正真（zhēn）的发明者（zhě）是英国（guó）工程（chéng）师纽科门。

纽科门幼年（nián）仅受（shòu）过（guò）初等教育，少年（nián）时代做过（guò）锻工。17世纪80年代同卡利合伙经营铁器，后（hòu）来共同研制蒸汽（qì）机，并于1705年取得“冷凝进入活塞下（xià）部的蒸汽和（hé）把活塞与（yǔ）连杆联（lián）接以（yǐ）产生运动”的专利权。此后，纽科（kē）门继（jì）续改（gǎi）进蒸汽机，于1712年首次制成可（kě）供实用的大气式蒸（zhēng）汽机（jī），被称为纽（niǔ）科门（mén）蒸汽（qì）机。这台蒸汽机的汽缸活（huó）塞直（zhí）径为30.48厘米,每（měi）分钟往（wǎng）复12次，功率为5.5马力。但（dàn）热效率低，燃料消耗量大，仅适（shì）用于煤矿等燃料充足的地方。

而瓦特呢（ne）？直到1757年（nián），瓦特才得（dé）到了格拉（lā）斯哥（gē）大学（xué）的教授提（tí）供的（de）一个机会，让他（tā）在大学里开设了一间（jiān）小修理店（diàn），瓦特的小店开业4年后，在朋友（yǒu）罗宾逊教（jiāo）授的引导下，瓦（wǎ）特开始了对蒸汽机的实验。直到此时（shí），瓦特也还从未亲眼见过一台可以运转的蒸汽机，但是（shì）他（tā）开始建造自（zì）己的蒸汽机模（mó）型。初步（bù）的实验失败了，但是（shì）他（tā）坚持继续实验并且阅读了所有（yǒu）他能找到（dào）的（de）有关蒸汽机的材（cái）料（liào），独立地（dì）发现了（le）潜热的（de）重要性(尽（jìn）管（guǎn）这在好几年前就被布莱克（kè）教授发现了，但瓦特当时并不知情（qíng）)。1763年，瓦特得知格拉斯哥大学有一台纽科门蒸汽机，但是（shì）正（zhèng）在伦敦（dūn）修理，他请求学校（xiào）取回了这台蒸汽机并亲自进行了修理（lǐ）。修（xiū）理后这台（tái）蒸汽机勉（miǎn）强可以工作，但是（shì）效率很低。经过大量实验，瓦特（tè）发现效率低的原因是（shì）由（yóu）于活塞每（měi）推动一次，气缸里（lǐ）的（de）蒸汽（qì）都要先冷凝，然后再加（jiā）热进行下一次推动，从（cóng）而使得蒸汽80%的热量都耗费（fèi）在

维持气缸的（de）温度上面（miàn）。1765年，瓦特取得了关键性的（de）进展，他想到将（jiāng）冷凝器（qì）与气缸分离开来，使得气（qì）缸温度可以持续维（wéi）持在注入的蒸汽的温度，并在（zài）此（cǐ）基础上很（hěn）快（kuài）建造了（le）一个可以运（yùn）转的模型。

但是要想建造一台实际的蒸汽机（jī）还（hái）有很长的路要走。首先（xiān）是资金，布（bù）莱克教授提（tí）供了一些（xiē）帮助（zhù），但更多的资助来（lái）自于约翰•罗巴克(John Roebuck)。罗巴克是一位成功的企业家，著名的卡伦钢铁厂的拥（yōng）有者，在罗巴克的（de）赞（zàn）助下（xià），瓦特开始了新式蒸汽机（jī）的试制，并成为新公（gōng）司的合伙人。试制中的主要困难还（hái）在（zài）于活塞与气缸的加工制造（zào）工艺上。当（dāng）时的工艺水平下钢铁（tiě）工（gōng）人更像是铁匠而不是机械师，所（suǒ）以制造的结果很不满（mǎn）意。此外由于当时的相关专利申请需要国会的认可，大部（bù）分的资金都（dōu）花费在相关程序上。由于资金的短（duǎn）缺，瓦特不得（dé）不另（lìng）找了一份（fèn）运河测量员（yuán）的工（gōng）作，并一干就是8年。这之（zhī）后，罗巴（bā）克破产，相关专利都由伯明翰一间（jiān）铸造厂（chǎng）老板（bǎn）马修（xiū）•博尔顿接手。瓦特与博尔顿从此开始了他们（men）之（zhī）间长达25年的成功合作。

与（yǔ）博（bó）尔（ěr）顿的合作，使得瓦特得到了更好的设备资金以及技术上的支持，特（tè）别是在加工制造工艺方（fāng）面。新型蒸汽（qì）机制造的一（yī）个主要困难在于（yú）活塞（sāi）与大型气缸的密合，这个问题最（zuì）终被约翰•威尔金森(John Wilkinson)解决，他在改进加农炮的制造时（shí）提出了一种新（xīn）的精密镗孔加（jiā）工技（jì）术，可以用于（yú）蒸汽（qì）机的制造。终（zhōng）于在1776年，第一（yī）批新型蒸汽机制造成（chéng）功（gōng）并应用于实际生（shēng）产。这批蒸汽（qì）机（jī）由（yóu）于还只（zhī）能提供往复（fù）直线运动而主（zhǔ）要应（yīng）用于抽水泵上（shàng）。在之后的5年中，瓦特赢得了（le）大量的订单并（bìng）忙于奔波于各个矿场之间安装由这种新型蒸汽机带动的水泵（bèng）。

在博尔顿的要求下，瓦特开始继续研究如（rú）何（hé）将蒸汽机的直线往复运动转化为（wéi）圆周运动，以便（biàn）使得蒸（zhēng）汽机（jī）能为绝大多数机器提供动力。一个显而（ér）易见（jiàn）的解（jiě）决（jué）办（bàn）法是通过曲柄传动，但是（shì）该项专利所有人，约翰•斯蒂德（dé）(John Steed)要（yào）求同时（shí）分享瓦特此前（qián）的分（fèn）离冷凝器的（de）专利（lì），这一要求被瓦（wǎ）特坚决地拒（jù）绝了（le）。1781年，瓦特公司的雇员威廉（lián）•默多克(William Murdoch)发明了一种（zhǒng）称为“太阳与行星”的曲柄齿轮传动系统，并以瓦特的（de）名义成功（gōng）申请（qǐng）了专利。这一发（fā）明绕开了曲柄专利的（de）限制，极大地（dì）扩展（zhǎn）了蒸汽机的（de）应用。

之后（hòu）的6年里，瓦特又对蒸（zhēng）汽机作（zuò）了（le）一系列改进并取得了一（yī）系列专利：发明了双向气（qì）缸，使得蒸汽（qì）能够从两端（duān）进出（chū）从而（ér）可以推动活塞双向运（yùn）动，而不是以前那样只能单向推动；使用节气阀门与离心节速器来控制气压与蒸汽机的运转；发明了（le）一（yī）种（zhǒng）气压示（shì）工（gōng）器来指示蒸汽状况；发明了三连杆组（zǔ）保证气缸（gāng）推杆与气泵的（de）直线运动。由（yóu）于担心爆炸的危险以及泄露问题，瓦特的早期蒸汽机都是使用低压蒸（zhēng）汽，后来才引进了高（gāo）压蒸汽。所有这些（xiē）革新结合到（dào）一起，使得瓦特的（de）新型（xíng）蒸汽机（jī）的（de）效率是过去的纽科门蒸汽机的5倍