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詹姆斯·瓦特（1739 ～ 1819）生于苏格兰的一个工人家庭中。他只接受过很少的正规教育，但并没有因此埋没他那深不可测的天赋。他坚持自学，钻研了天文学、化学、解剖学等多种学科，还掌握了拉丁文、希腊文、法文、德文和意大利文。瓦特自幼就有极强的动手能力，从 1761 年起，他用 30年的时间完成了蒸汽机的改良工作，大大提高了蒸汽机的工作效率，打开了通向现代大工业的历史之门。
1765 年 5 月，一个晴朗的星期日下午。
瓦特坐在工作台前面，连实验也懒得去做。他时而坐在已经停止转动了的机械前，静静地沉思，时而站起来，嘴里嘟嚷着，在房间里走来走去。
对瓦特来说，一星期当中只有星期日下午的片刻时间，他才得以舒一口气。
从教堂做完礼拜回来，瓦特和妻子简单地用过午饭后，瓦特对妻子说：“我出去走走。”
这是瓦特从少年时代就养成的一个习惯，每每要思考什么事的时候，就马上从家里跑出去，在故乡格利诺克的树林中踱来踱去，一直到日落西山才回家。
瓦特尽可能地往行人稀少的路上走，脑子里却一直被一个问题所占据。
“汽筒需要蒸汽时就加热，要使它凝结时就加以冷却……冷却时尽可能使用大量的水，反之，加热时就尽可能用少量的水……”
在这几天当中，无论是睡觉、吃饭或工作，瓦特都不停地思考着这个问题。
从大街到小巷，从广场到大路，瓦特足足走了差不多有一个钟头。
“要使汽筒不必一冷一热地改变温度，就可以加快速度，并且不浪费蒸汽了！”
长期实验的结果，归纳起来就是这么一句话，而剩下来的就是技术问题了。
这时，一片绿如油的草地映入了瓦特的眼帘，瓦特停下脚步，欣赏这美丽的景色，让紧张的大脑松驰一会儿。
不久，“热量和凝结”的问题，在瓦特的脑中悄然消失了，这使瓦特感到无比的舒畅。
“唉！回家吧！”
瓦特伸了一个懒腰，然后慢条斯理地往家走去，刚走过洗衣店，到达牧羊人所住的小屋时，又一个念头飞进了他的脑海里。
“由于蒸汽是一种具有弹性的物体，因此，凡是有真空的地方，它就无孔不入。如果在汽缸和蒸汽室之间加一个通道，蒸汽就会进入里面而冷凝，这样就不用冷却汽缸，纽科门机的问题不就迎刃而解了吗？”
想到这里，瓦特便开始重新设想未来蒸汽机的构造：蒸汽因为具有推动力，所以能够冲入真空的容器里。要是把真空的容器附在汽筒上，蒸汽经过汽筒后就必定会进入那个容器里去，那么，蒸汽就可以在那个容器里凝结，而不必在汽筒中凝结。也就是说，为了蒸汽的凝结，只要另外再做一个凝结器连接在汽筒上就行了。这样一来，蒸汽就在那里凝结，而不需要再把汽筒冷却，汽筒就始终是真空的了。
这样各种不同的作用，分别在不同的容器内进行，汽筒就可一直保持热度，凝结器就可以永远使它冷却下去，这样一来，连一丝蒸汽也不会浪费掉了。
初步的设想完成了，接下来的问题是如何把设想变为现实。瓦特又开始思考了，传统的纽科门机的冷凝器是如何使喷洒的水、凝结的水以及漏进来的空气排出去的呢？
这个问题又在困扰着瓦特，经过反复的思考，他想出了一个办法：在下面设计一个排水口，将水自管子中挤压出来，当蒸汽冲进去时，又可以将空气也挤压出来。
瓦特的想法，一步一步地接近了成功的边缘。想到这里，他已走过了两条街。此时，他已得出结论——在汽筒旁边再做一个冷凝器。
瓦特自从有了这种奇妙的构想，整个人都被它迷住了，他匆匆回到家里，一头钻进了实验室。
第二天一大早，瓦特就跑到格拉斯哥大学的一位朋友家里。
“你家里是不是有一个大的黄铜制的注水器？”
“哦！有的。”
“能不能暂时借我用一下？”
“好的，你拿去吧！反正是没有用的东西。可是，瓦特先生，你拿它干什么呢？”
瓦特微笑着说：“我想制造一个新的蒸汽机模型。”
瓦特把那个直径 10 厘米、长 7.5 厘米的注水器带回家后，马上把它改制成了汽筒。
瓦特最初的蒸汽机模型形成了：一个汽筒，汽筒里面有一个活塞，活塞的最下面，有一个吊东西的钩子。
汽筒通过管子与一个小锅炉相接，蒸汽沿管子进入环形的汽筒内，汽筒因此能保持很高的温度。
汽筒的旁边接着一个冷凝器，冷凝器顶上有一个可以排气的阀门，下面有一个排水的小管子。
小锅炉里产生的蒸汽顺着管子进入汽筒，汽筒里的空气就被压进冷凝器，随着蒸汽越来越多，冷凝器里的空气也从顶上的阀门被压出，这时冷凝器和汽筒都充满了蒸汽。
然后，冷凝器被冷水制冷，里面的蒸汽凝成水，通过小管子不断挤出。与之相连的汽筒内的蒸汽就不断地涌过来被凝结，汽筒成了真空。这样活塞就被空气向上压，不断上升，活塞的钩子上所吊的东西就给吊起来了。
这个装置比纽科门机先进了许多，它能充分地使蒸汽进入到小管子里凝结，由于不浪费蒸汽，效率大大提高了。
“不错！不错！”瓦特高兴得拍起手来。瓦特成功了，他使以往所利用的大气压力改为蒸汽，使过去的气压机械一变而成为真正的蒸汽机械。