Чтобы создавать машины, работающие на не­го, человек должен был искать энергию, сущест­вующую в природе. Когда мы кипятим воду, она превращается в газ, который называется паром. Этот пар стремится вырваться наружу, сметая все на своем пути. В паровом двигателе и использует­ся это свойство пара, чтобы он совершал работу не даром.

Когда мы наблюдаем за кипящим чайником, мы видим, что пар распространяется, едва покинув чайник. Если мы заткнем носик чайника пробкой, а потом плотно закроем крышку, то пробка вылетит. Паровой двигатель напоминает чайник с крышкой, которая поднимается и опу­скается, оставаясь на месте. В паровом двигателе эта крышка носит название «поршень».

Многие пытались создать паровой двигатель, но не могли разрешить определенные проблемы. В некоторых случаях пар находился под слишком высоким давлением, чтобы совершать работу. Это вело к тому, что котлы взрывались. В других слу­чаях приходилось воду постоянно нагревать, а на это уходило слишком много угля.

Наконец Джеймс Уатт изобрел паровой двига­тель, в котором сила выделяющегося пара подава­лась непосредственно на поршень во время его хода, и совершалась работа. В его двигателе пор­шень поднимался на три фута в цилиндре под давлением пара. Затем под действием силы тяже­сти поршневой стержень опускался в исходное положение. Это называется двигатель односторон­него действия. Если пар постоянно проникает в цилиндр во время движения поршня, это требует его большого количества. В современных двигате­лях только небольшое количество пара поступает в цилиндр. И затраты пара невелики.

Позже Уатт изобрел дополнительную часть двигателя — конденсатор. Это была полая ем­кость, связанная с цилиндром трубами и клапана­ми. Пар поступал в нее, конденсировался снова в воду, чтобы она снова превратилась потом в пар.

И третье усовершенствование, внедренное Уаттом, сводится к тому, что он нашел способ для движения поршня таким образом, чтобы пар тол­кал его в ту и другую сторону. Если не прибегать к силе тяжести при опускании поршня, а надавли­вать на него, то будет совершаться работа, произ­водимая паром. В этом случае поршень будет со­вершать работу, двигаясь и вверх, и вниз. Это на­зывается двигателем двойного действия. Поршень парового двигателя может быть соединен с насо­сом, рычагом, колесом и заставит механизмы дви­гаться.