在早期，瓦特的蒸汽機仍然使用平衡桿和拉桿機構來驅動水泵。為了清除冷凝器中的冷凝物和空氣，瓦特安裝了壹個空氣泵。他還在汽缸外壁安裝了夾層，並用蒸汽加熱汽缸壁，以減少冷凝損失。
瓦特的創造性工作使蒸汽機迅速發展。他把只能提水的機械變成了可以廣泛使用的蒸汽機，蒸汽機的熱效率提高了壹倍，大大降低了煤耗。因此，瓦特是蒸汽機的改革家。
擴展數據:
在早期的實驗中，瓦特獨立發現了蒸汽凝結過程中的潛熱(水蒸氣變成液態水過程中釋放的熱量)。後來根據英國化學家布萊克的潛熱理論，瓦特又開始了相關實驗。在這些實驗中，他多次使用水壺和其他家用電器，包括平底鍋。
這些實驗幫助他找到了紐克曼空氣壓縮機消耗大量能量的原因:紐克曼的機器需要向氣缸中註入冷水，以凝結其中的水蒸氣。但是在蒸汽冷凝的過程中，汽缸本身也是被冷卻的。這就需要更多的燃料反復加熱氣缸，造成巨大的能源消耗。
瓦特在回憶錄中寫道:“要制造壹臺完美的蒸汽機，必須保持汽缸和蒸汽的溫度壹致。但為了充分發揮其威力，蒸汽的溫度需要降到100攝氏度以下。”所以瓦特想出了分離冷凝過程的主意。
1765年，瓦特發明了分離式冷凝器，對蒸汽機的發展起到了關鍵作用。他設計和改進的蒸汽驅動機器生產煤炭的功率是紐特曼氣壓機的4倍，可用於各種礦井。
同時，他的蒸汽驅動機器進壹步提高了鋼產量，從而降低了鋼價。到1830，英國的煤炭產量占世界的4/5，而鐵產量遠超世界其他國家。這從根本上改變了工業的規模，使工廠取代了傳統的手工業，英國迅速走上了現代工業化的道路。
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