ї сучасних поршневих теплових двигунів.
Учень Гюйгенса, французький фізик Дені Папен, який вивчав в Англії разом з Робертом Бойл властивості водяної пари, в 1690 р. спробував зробити поршневий двигун паровим. Помістивши в циліндрі під поршнем замість пороху якусь кількість води, він розводив під днищем циліндра вогонь. Пара, що утворилася піднімав поршень нагору, після чого вогонь слід було прибрати, а циліндр, як в машині Гюйгенса, охолодити. Робочий хід вниз повинен був також відбуватися під дією атмосферного тиску.
Однак дуже повільний хід поршня (Папен намагався зробити стінки циліндра, крім днища, дерев'яними, типу бочки) і необхідність попеременного переміщення вогню під днищем циліндра робили цей проект теж практично нездійсненним. Пізніше Папен опублікував брошуру, в якій вказав на необхідність охолодження простору під поршнем до конденсації пари і, таким чином, представив замкнутий цикл роботи води і пари в паросилова енергетичній установці (випаровування води - розширення пара - конденсація пари і т.д.).
При плавці металів в XVII в. використовувалася теплота згоряння деревного вугілля. Розвиток металургії призводило, таким чином, до вирубки і спустошення лісів, особливо в Англії з її обмеженою територією. Тому почалася інтенсивна видобуток кам'яного вугілля. Його запаси в Англії були великі, але вугілля знаходився на глибині, під водоносними шарами. Насоси, що приводяться в рух кіньми, число яких в окремих шахтах доходило до 500, не могли впоратися з відкачуванням потоків води в шахтах, які між тим ставали все глибше (в 1700 р. середня глибина шахти становила 120м, в 1750 р. дійшла до 180 м).
Таким чином, до створення теплового двигуна приводила гостра необхідність забезпечення приводу для насосів, що відкачують воду в гірській промисловості. Томас Севери, власник шахти в Англії, в 1698 р. отримав патент на паровий насос для відкачування води. Це був беспоршневой двохклапанний двигун, який працював циклічно. Установка складалася з парового котла з топкою і окремого резервуара, що грав роль вакуумного насоса.
Вакуум створювався в резервуарі, заповненому парою, внаслідок його зовнішнього охолодження і конденсації пари. Тоді під дією атмосферного тиску в резервуар по вертикальній трубі засмоктувалася вода з шахти. Установка діяла, але насос піднімав воду лише на невелику висоту. На роботу цієї установки витрачалося дуже багато палива, так як теплова енергія пари при його конденсації губилася безповоротно.
Як відомо з шкільного курсу фізики, коефіцієнтом корисної дії (ккд) вузла або машини називається відношення корисної роботи (енергії) до витраченої. Так що ккд насосної установки Севери оцінювався декількома десятими частками відсотка. Але інших коштів не було і тому вони (в 1702 р. Севери назвав свою машину «Друг рудокопа") стали поширюватися у вугледобувній промисловості. Це була ще не парова машина, а термомеханічний насос, який працював циклічно, але безперервно.
Томас Ньюкомен - коваль, винахідник - в 1712 р. усо удосконалювати ідею Севери, відокремивши насос від власне двигуна. Його система складалася з парового котла, парового циліндра з поршнем (аналогічного машині Папена), який через систему важеля передачу приводив у рух поршневий водяний насос. Перші два елементи системи вже представляли стаціонарну енергетичну установк...
