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历史上蒸汽机也不是说拿就拿出来的，世界上第一台蒸汽机是由古希腊数学家亚历山大港的希罗于公元1世纪发明的汽转球，这是蒸汽机的雏形，非常的简陋，也无人知道这个装置的用途。
直到16世纪末到17世纪后期，英国的采矿业，特别是煤矿，已发展到相当的规模，单靠人力、畜力已难以满足排除矿井地下水的要求，而现场又有丰富而廉价的煤作为燃料，现实的需要促使许多人，如英国的帕潘、萨弗里、纽科门等就致力于“以火力提水”的探索和试验。
终于，约1679年法国物理学家丹尼斯·巴本在观察蒸汽逃离他的高压锅后制造了第一台蒸汽机的工作模型，之后1698年托马斯·塞维利和1712年托马斯·纽科门制造了早期的工业蒸汽机。
刚刚出现的蒸汽机非常简陋，而且其和工业时代的高压蒸汽机不同，是一种真空蒸汽机，原理也很简单：
将蒸汽引入气缸后阀门被关闭，然后冷水被撒入汽缸，蒸汽凝结时造成真空，活塞另一面的空气压力推动活塞，在矿井中联结一根深入竖井的杆来驱动一个泵，蒸汽机活塞的运动通过这根杆传到泵的活塞来将水抽到井外。
早期的真空蒸汽机的效率有限，但它们比较安全，因为它们的压力比较低，在物质发生损坏的情况下机器向内收缩，而不是向外爆炸，它们的效率受外部气压、气缸变形、燃烧和沸腾的效率和凝结能力的限制，理论最高效率受水在普通大气压下比较低的沸腾温度限制。
直到1765年英国的仪器修理工詹姆斯·瓦特在纽可门蒸汽机的基础上进行改进，使原来只能提水的机械，成为了可以普遍应用的蒸汽机，并使蒸汽机的热效率成倍提高，煤耗大大下降。
可以说历史上从研究蒸汽机到蒸汽机可以开始广泛应用，用了一百年左右的时间，在一百年时间里一步步打下基础，才有了最终的瓦特蒸汽机，由瓦特蒸汽机开启工业时代。
