瓦特發明蒸汽機的動機並不像人們說的那麽簡單，就是看到蒸汽從水壺裏冒出來，讓水壺的蓋子發出格登格燈的聲音，這觸動了他發明蒸汽機。經過三十年的艱苦研究，他終於完成了蒸汽機的發明。
瓦特的商店開張五年後，在他的朋友羅賓遜教授的指導下，瓦特開始做蒸汽機的實驗。直到此時，瓦特從未親眼見過工作的蒸汽機，但他開始建造自己的蒸汽機模型。
最初的實驗失敗了，但他堅持繼續實驗，並閱讀了所有能找到的關於蒸汽機的資料，獨立發現了潛熱的重要性(雖然這是布萊克教授幾年前發現的，當時瓦特並不知道)。
1763，瓦特得知格拉斯哥大學有壹臺新的comensteamengine，但正在倫敦維修。他讓學校拿回去自己修。修復後的蒸汽機勉強可以工作，但效率很低。
瓦特經過大量的實驗發現，效率低的原因是活塞每推動壹次，汽缸內的蒸汽都要先冷凝，然後再加熱進行下壹次推動，這樣蒸汽80%的熱量都花在維持汽缸溫度上了。
1763-1765瓦特設計了壹個冷凝器，解決了紐科門泵維修時效率低的問題。羅巴克在商業中使用瓦特的發明。
1765，瓦特取得關鍵進展。他想到把冷凝器和汽缸分開，這樣汽缸的溫度就可以保持在註入蒸汽的溫度，並在此基礎上迅速搭建了壹個可以連續運行的模型。
但是要造出真正的蒸汽機還有很長的路要走。
擴展數據
早期經驗
瓦特17歲時，母親去世，父親的生意開始走下坡路。瓦特在倫敦的壹家儀器修理店當了壹年學徒，然後回到蘇格蘭格拉斯哥開了自己的修理店。
雖然當時蘇格蘭沒有類似的修理店，但他的開店申請被格拉斯哥的錘子公會(管理所有使用錘子的工匠)拒絕，因為他沒有做規定的7年學徒。
瓦特於1755年離開蘇格蘭，前往倫敦尋求訓練成為壹名儀器制造者。康塞爾的約翰·摩根接受了他。
學習經歷
1757年，格拉斯哥大學教授給瓦特提供了壹個在大學裏開小修理店的機會，幫助瓦特走出了困境。其中壹位教授，物理學家和化學家約瑟夫·布萊克，成了瓦特的朋友和導師。
1757年，格拉斯哥大學指定瓦特為其官方“數學儀器制造商”，並在校園內安排了壹個工作坊。
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