La macchina a vapore di Watt, nata per pompare acqua nelle miniere di carbone, poteva anche essere impiegata per azionare una macchina operatrice: si trattava di trasformare il moto alternato del pistone in moto rotatorio. Già nel 1781 Watt brevettò un congegno capace di questa trasformazione. Si trattava del sistema di trasmissione biella - manovella.
La maggiore potenza e velocità, ottenibili per mezzo della macchina a vapore, resero praticamente inutili i meccanismi in legno che fino ad allora venivano largamente impiegati. I sistemi di ingranaggi richiedevano l'impiego di un nuovo materiale di difficile produzione: l'acciaio.
Ma nel frattempo erano migliorate le tecniche di lavorazione del ferro, anche grazie all'impiego della macchina a vapore in alcune operazioni. La costruzione di macchine utensili per la lavorazione del ferro, in particolare per ottenere cilindr\i e pistoni, migliorò le prestazioni della macchina a vapore.
Aumentò anche la produzione del carbone perché si poterono scavare pozzi più profondi. Rapidamente la macchina a vapore poté essere impiegata come motrice in svariate lavorazioni, sia in quelle tessili, che in quelle metallurgiche.
L'insieme, costituito dall'acciaio, carbone e macchina a vapore, si innestò quindi su un processo di meccanizzazione già in atto e ne determinò una rapidissima evoluzione: nacque così nel XVIII secolo, nell'Europa occidentale, un nuovo sistema tecnico su cui si fonderà tutto lo sviluppo industriale successivo, in primo luogo le industrie tessili e il settore dei trasporti.
Prima invenzione: (telaio a mano) navetta volante di Kay, tuttavia molto lenta.
1767: per aumentare la produzione, Hargreaves inventa lo spinning jenny, brevettato nel 1770. Arxwright costruisce il filatoio idraulico: water-frame
1779: Crompton costruisce il mule-jenny che lavora con fili sottilissimi.
1785: Cartwright inventa il telaio meccanico a vapore.
1793: la produzione aumenta e rende insufficiente il cotone greggio proveniente dall'India. Viene allora inventata la macchina sgranatrice che, liberando i semi, permette di utilizzare il cotone americano, inferiore perché a fibra corta.
SETTORE DEI TRASPORTI
Primi anni del 1700: primo esperimento compiuto da Papin.
1736: Hulls (Inghilterra) e d'Auxiron (Francia) fecero nuovi esperimenti.
1775: Perier riuscì a muovere una barca a vapore nella Senna.
1783: d'Abbans risalì la Saona con un battello a pale di 182 tonnellate.
1801: Symigton costruì un rimorchiatore a 2 scafi nei quali girava una ruota a pale mossa dalla macchina a vapore di Watt.
1819: Savannah attraversò l'Oceano con una nave a motore ausiliario (in effetti era un veliero).
1818: Ferdinando I fece Napoli – Livorno – Genova - Marsiglia.
1845: il Great Britain attraversò l'Atlantico, con scafo di ferro ed elica.
Nel 1797 Trevithick realizzò un modello di locomotiva; nel 1804 la fece muovere su rotaie a una velocità di 8 Km l'ora; nel 1808 fece una locomotiva con un vagone, troppo pesante perché potesse muoversi.
Nel 1803 viene inventata la prima locomotiva a vapore costruita da Trevithick (8 Km/h)
Nel 1812 a Leeds, Blenkinsop mise in funzione la prima locomotiva ad uso pratico, collegando la città con la vicina miniera.
Nel 1825 Stephenson inaugurò il primo treno pubblico per passeggeri e merci sulla ferrovia Stokton- Darlington: il treno era lento e dispendioso, così si preferirono per i tratti più lunghi i treni a cavalli. Il problema della resistenza delle rotaie, che tendevano a deformarsi per l'eccessivo peso dei treni, venne risolto da Stephenson nel 1830, anno in cui il tratto Manchester-Liverpool adottò solo la trazione a vapore eliminando il traino animale.
Nel 1829 Stephenson vinse una gara ferroviaria con la locomotiva della rocket, che si differenziava dalle precedenti per avere una caldaia tubolare.
Nel 1830 viene inagurato il primo servizio ferroviario a orario fisso (South Carolina, Stati Uniti)
Nel 1839 entra in servizio la prima linea ferroviaria italiana, la Napoli – Portici.
Nel 1855 vengono installati in Francia i primi scambi e i primi segnali d'arresto
Poiché la macchina a vapore risultava lenta e pesante vi era un’esigenza di sfruttare diversamente il vapore, nel 1880 lo svedese De Laval realizzò la prima turbina a vapore che, ulteriormente perfezionata, sostituì le macchine a vapore. Nel 1854, mentre il vapore continuava ad essere ulteriormente utilizzato, Bersanti e Matteucci brevettarono il primo motore a combustione interna, e nel 1877 il tedesco Nikolaus Otto iniziò la produzione di un motore a combustione interna veramente efficiente, che rapidamente si affermò ovunque, perché il suo basso peso lo rendeva adatto per i veicoli: nascevano così le prime automobili.
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