标题可以包含适当的关键词和数字，以吸引读者的注意力

大家都听过瓦特（James Watt）的故事：瓦特是18世纪末的英国发明家，一般认为他是蒸汽机的发明人。据说瓦特在烧开水时看到水变成水蒸气，壶盖被水蒸气推动而上下跳跃，让他兴起用水蒸气来推动机器活塞的想法，也就是让热力经由水蒸气变成动力。

我们知道水有三个状态：液态、固态和气态。0℃以下，水结成冰，是固态；100℃以上，水变成水蒸气，就成了气态。要让蒸汽机运作，最重要的问题就是：1克的水在液态、固态和气态时，体积各是多少？首先，这个问题问得不够精准，1克的水在不同的温度和压力下，体积是不同的，换句话说，它的密度是不同的，因为分子的移动和温度、压力都有直接关系。

首先，在0℃—100℃，液态水的密度会随着温度改变。在4℃时，水的密度最大，此时1克水的体积被定义为1毫升；当温度降到0℃，体积增加为1.0001毫升；温度升到30℃时，体积增加为1.004毫升；温度升到100℃时，体积增加为1.043毫升，增加了4%。当水变成冰后，温度越低，体积也越大，当温度降到-30℃，体积会增加1.6%，也就是1.016毫升。一个物质在固态状态的密度比在液态状态低是相当少见的，所以冰会浮在水面上，鱼类还可以在冰层下游动。

那当水变成水蒸气时，它的体积增加多少？在压力等于1个大气压，温度是100℃时，1克的水变成水蒸气的体积是1，700毫升，换句话说，膨胀了1，700倍。从这些数字可以了解当水变成蒸汽时，体积的膨胀会推动机器的活塞，这就是用水蒸气的力量取代人力的基本观念。(www.xing528.com)

蒸汽机的发明大约是在18世纪中期，离现在约250年。在这以前人类已经知道用动物和自然的力量代替人力，而蒸汽机跨出的一大步是经由燃烧的过程把热能存在水蒸气里，再转成机械的动能来代替人力。这是很重要的一大步，因为蒸汽机提供的是可靠的、可移动的，而且是庞大的、机械的动能。

蒸汽机直接带来三个通用性技术的发展，那就是工厂制度的建立、铁路的发展及轮船的发展。在工厂里，用机器的力量代替人力从事制造生产工作，大大提高了生产效率，铁路和轮船则分别影响了陆上和水上的交通和货物运输。

在蒸汽机发明前已有一种类似蒸汽机的“大气机”（new-comen atmospheric engine），它有一个垂直的汽缸，汽缸里有一个可以上下移动的活塞，底部则是烧水的锅炉。水在锅炉里被加热，变成水蒸气进入汽缸里，蒸汽膨胀的力量会把汽缸里的活塞往上推，这时再把冷水喷进汽缸，让汽缸里的蒸汽凝结，进而使汽缸里的压力降低，差不多到达真空，大气压力就会把活塞从汽缸的顶上压下来，而后再让水蒸气从锅炉进入汽缸把活塞往上推，使活塞周而复始地被往上推、被压下降。在这个运作的过程里，最重要的步骤是利用大气压力把活塞压下去。而瓦特的重要改进是让水蒸气从底下进入汽缸，把活塞向上推，然后让水蒸气从汽缸的顶端进入汽缸，把活塞向下压，换句话说，活塞向上、向下的移动都是靠水蒸气膨胀的力量来推。因为活塞的移动不需要依靠大气压力，因此汽缸不一定要直放，也可以横放，活塞也能前后移动，用来带动车轮的旋转。瓦特的改进也大大提升了蒸汽机的效率，因此被称为蒸汽机的发明人。