James Watt

Gőzgép: Az első, gőzzel működő szerkezet Hérón, egy alexandriai görög készítette, Hérón labdája néven ismert turbina az i. e. 1. századból, ezt azonban csak játékként használták. (Bár a görögországi Korinthoszban már 700 évvel korábban feltalálták a sínt, a két találmány összevonására soha nem gondoltak.)

Az első jól használható gőzgépet James Watt angol mérnök készítette el.

A gőzgépet szivattyúk, gőzmozdonyok, gőzhajók és gőzüzemű traktorok (lokomobilok) hajtására használták, az ipari forradalomban szinte kizárólagos energiaforrásként szerepelt. Tulajdonképpen a gőzturbina is a gőzgépek egy fajtája, mely jelenleg is fontos szerepet tölt be az energiaellátásban. A gőzgép működtetéséhez szükség van egy gőzkazánra, mely a vizet felforralja és nagy nyomású gőzt szolgáltat. Bármely hőforrás használható gőz előállítására, leggyakrabban fa, kőszén és olaj a használatos tüzelőanyagok. (Tulajdonképpen minden égő anyag használható tüzelőanyagként: papír, szemét, fáradt olaj, kukoricacsutka, trágya, földgáz, alkohol, száraz fű, széna, száraz gyom stb.) A gőz kitágul és megmozgat egy dugattyút, ezt a haladó mozgást egy mechanizmus általában forgómozgássá alakítja át, mely további gépeket hajt.

A gőzgépek fejlesztésében a következő lépés a kettős működésű dugattyúk alkalmazása volt. Itt a dugattyú mindkét oldalára hat felváltva a gőz nyomása és ezzel a gőzgép teljesítménye megkétszereződik. A legtöbb dugattyús gőzgép ezt a megoldást alkalmazza ma is. A dugattyúra ható erőt a dugattyúrúd közvetíti, a henger és a dugattyúrúd közé beépített tömítés gondoskodik arról, hogy a gőz ki ne szökjék a dugattyúrúd mellett. A dugattyúrudat a keresztfej vezeti egyenesbe és a dugattyúval ellentétes végén egy csapágyon keresztül a hajtórudat mozgatja, ez a forgattyún keresztül forgatja a forgattyús tengelyt és így a dugattyú haladó mozgását forgó mozgássá alakítja. Egy további forgattyú mozgatja a tolattyút vagy szelepeket, melyek a gőz be- és kiáramlását vezérlik általában egy reverzáló mechanizmuson keresztül, mely a forgásirány megváltoztatását teszi lehetővé. Ha két hengert alkalmaznak, akkor a forgattyúkat 90°-kal elékelték. Ennek az a célja, hogy a gőzgép a forgattyús tengely bármely helyzetében el tudjon indulni.

Nicolas-Joseph Cugnot mutatta be az első működőképes, önjáró, gőzzel hajtott járművet, a gőzkocsit 1769- ben. Ez volt tulajdonképpen az első gépkocsi. Míg azonban a lokomobil, ahogy a gőzerejű traktort nevezték, nem volt általában sikeres szállítóeszköz, nagyon hasznosnak bizonyult a mezőgazdasági üzemek önjáró erőgépeként, ezért például cséplőgépek vagy széna bálázók meghajtására használták. A gőzhajtású gépkocsik a 20. század elején a hagyományos autók komoly vetélytársai voltak. A belsőégésű motorok végül azért szorították ki az autóknál a gőzgépet, mert indításkor még a speciális kazánok esetén is 30 másodpercet vett igénybe a megfelelő gőznyomás elérése. Az első gőzmozdonyt Richard Trevithick a walesi Pen-y-Darren-i vasművekben 1804. február 21-én helyezte üzembe. A gőzmozdony tette lehetővé a közlekedés forradalmát a szárazföldön, míg a tengeren a vitorlás hajózás korszakának a gőzhajók vetettek véget.