工業革命開始後，水利日益成為主要的機械動力，以水利取代人力和畜力，使勞動生產率大為提高，正是在水利機時期，英國邁開了工業機械化的關鍵一步，建立了第一批近代工廠。

大工業以水利代替人力和物力，並未從根本上解決機械化的動力問題。

因為水利資源是一種自然富裕要素，具有異變性和地理分佈上的限制。

而工業在機械動力上仰賴於自然，賦予要素，必然帶來嚴重的侷限性。

首先，工業只能分佈於有限的地區，由於使用水利機，工廠不得不設在大流量的急流旁邊。

在英國，只有彭寧山脈附近，蘇格蘭和威爾士的部分地區才具備這樣的條件，而其餘地區則由平原構成，河流緩慢，無法使用水利機。

其次，工業活動無法連續進行，由於河流流量的季節性變化及河流落差等限制，水的供應不能常年保持不變，從而造成工業生產的季節性變化。

隨著工業革命的展開，這種侷限性越來越大，於是引入新的動力，變成了工業革命發展的關鍵。

利用蒸汽機作為機械動力的研究活動很早就開始了。

1698年，英國人薩維利發明了蒸汽抽水機，但升水高度只有三十三米左右，而且有易爆危險。

1705年，紐康門在改進薩維利抽水機的基礎上，製成了可用於礦井的抽水機，它是靠蒸汽冷卻產生的部分真空所形成的大氣壓力來運轉的。

與薩維利抽水機相比，扭康門的抽水機雖然冷凝更加迅速而完善，易爆危險也已克服，但仍然效率很低，耗煤量很大，因此沒有得到迅速而廣泛的應用。

將蒸汽力變為大工業的機械動力的任務是由詹姆士瓦特完成的，他是格拉斯哥大學的儀器修理工。

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