Se llama máquina de vapor a todo motor en el que se utiliza como fuerza motriz la que resulta de la expansión del vapor de agua. Su principio fundamental es el de la conversión del calor en trabajo. Este trabajo depende, como en todas las máquinas térmicas, del desnivel de temperatura, es decir, de la diferencia de la temperatura del vapor antes de expandirse y de la que tiene al salir al exterior.
La máquina de vapor se compone de dos partes: una en la que se produce el vapor que ha de actuar como fuerza motriz, denominada generador o caldera; y otra que constituye la máquina propiamente dicha, formada por el sistema de mecanismos encargados de recibir y transmitir la acción de la fuerza motriz del vapor, compuesta esencialmente de un émbolo o pistón (posteriormente reemplazado por la turbina de vapor ) que adquiere por la acción del vapor un movimiento de vaivén en el interior de un cilindro donde encaja y oscila. En los primeros diseños utilizados para bombear agua en las minas, el movimiento se transmitía a otro émbolo mediante un balancín, haciendo la transformación de movimientos necesaria por medio de los mecanismos más convenientes.
La historia del vapor, considerado como fuerza motriz, suministra hasta en los más minuciosos pormenores, una continua confirmación del siguiente adagio : Nihil per saltus (Nada se hace por saltos bruscos):
Es justo reconocerlo, ha sido un error considerar la máquina de vapor como un objeto sencillo, cuyo inventor se necesitaba encontrar definitivamente. En la máquina de vapor existen muchas ideas capitales que pueden no ser concepción de un mismo cerebro. Clasificarlas por orden de importancia, dar a cada inventor lo que le pertenece, referir exactamente las fechas de las diversas publicaciones, tal debe ser el objeto del historiador.
Teoría general de las máquinas
Una de las cosas más notables y características del ser humano, que lo distingue de los demás seres vivos, es seguramente, la de poder inventar y construir máquinas, como desde tiempos inmemoriales ha venido haciendo; máquinas que multiplican sus fuerzas y facilitan el trabajo y que le han proporcionado los medios de atender con más desahogo y más comodidad cada día, a la satisfacción de sus necesidades, y cuando el ser humano compara sus fuerzas con las necesidades que le rodean, advierte que el límite señalado a aquellas por la naturaleza, no se opone a sus propósitos, si atina a auxiliarse de ciertos medios, cuya adopción, instintivamente como los primeros elementos de todas las ciencias que atienden a la conservación y engrandecimiento del individuo, constituyen los elementos rudos y usuales de la mecánica, y en estas primeras determinaciones del humano saber se advierte que preceden las aplicaciones a la teoría, porque aceptadas a vista de la necesidad por insinuación del ingenio, fundan sus condiciones didácticas en la experiencia, cuyos canónes se acatan ciegamente, y cuya doctrina forma parte de las tradiciones populares, hasta que, apoderándose de ellas la discusión, aparece la Ciencia, explicando lo que torpemente comprendía y utilizaba el instinto y señalando ese difícil valladar que separa la especulación y la práctica, y precede, pues, el servicio de las máquinas a la ciencia que reconoce sus fundamentos, y donde quiera que se conoce la necesidad de mecanismo se ofrece al ingenio determinar la forma apropiada del órgano que inmediatamente produce el efecto mecánico apetecido.
Vitruvio y otros autores
Para Vitruvio y otros, Arquitas de Tarento fue el primero que estableció reglas o estableció principios de Mecánica que después cultivó Platón, y llegó a construir una paloma de madera que volaba en todas las direcciones.
No obstante, consideran algunos, que a pesar que el ingenio tarentino era una máquina y no mecánica, y a pesar de estar dotado Architas (Arkitas o Arquitas) de capacidad de invención y con destreza tal para realizar por sí sus pensamientos, todo ello lo hacía sin conocer las leyes del movimiento ni dio a sus invenciones un carácter verdaderamente científico, como dejó escrito Pierre Hérigone en el Tomo IV de su obra Cursus mathematicus, París : S. Piget, 6 vol.
Arquímedes, Aristóteles y Pappus de Alejandría
Cierto es que Arquímedes indagó sobre la teoría del centro de gravedad y del equilibrio en su obra De Æquiponderantibus; pero ni este trabajo del dudoso incendiario de la flota de Marcelo, ni lo que dejara escrito Aristóteles, ni las demostraciones que más tarde expuso Pappus de Alejandría respecto a la palanca, al Axes in Peritrochio o molinete, a la polea, al tornillo y a la cuña, no bastan para considerarlas como exposición de los principios teóricos a que estas máquinas obedecen en su funcionamiento, pues muy adelantados los tiempos modernos es cuando llegaron a reconocerse las leyes del movimiento y de la descomposición de las fuerzas, en que esta ciencia se funda.
