Люди всегда задумывались над лучшим способом преобразования энергии сгорания в движущую силу. В XVIII столетии появился действительно практический метод — паровой двигатель. Принцип парового двигателя заключается в том, что вода нагревается до образования пара под давлением и этот пар затем направляется через клапан в цилиндр, где приводит в движение поршень. К тому времени как поршень передвигается от верхней точки к самой нижней, пар охлаждается и теряется большая часть давления. Когда поршень снова движется вверх, он просто удаляет отработавший пар через другой клапан, и если вода имеется в ограниченном количестве, то пар конденсируется и поступает обратно в котел, образуя замкнутый контур.


Паровой двигатель — двигатель внешнего сгорания. То есть он сжигает топливо непрерывно, но фактически вне двигателя, и использует пар как «рабочую жидкость», который передает энергию сгорания в двигатель, чтобы заставить его работать. Имелось много проектов двигателей с внешним сгоранием, использующих закрытый контур и содержащих кое-что другое, нежели пар как рабочую жидкость. Пар был очевидным выбором XVIII столетия, потому что вода в любом требуемом количестве была легко доступна и потому что единственным доступным топливом был уголь, который можно было сжечь только во внешнем котле, и потому что развиваемой температурой можно было легко управлять способами, уже известными инженерам. Современные двигатели внешнего сгорания могли бы работать эффективнее с жидкостью, которая кипит при более высокой температуре, чем 100 °С. Таким образом, достигается намного лучшая эффективность, чем в паровом двигателе (паровые железнодорожные локомотивы имеют эффективность около 5 процентов). Но даже в этом случае двигатель представлял бы собой узел, который состоит из котла и узла, преобразующего давление в механическую работу, с рабочей жидкостью, перемещающейся по контуру, соединяющему оба узла. Громоздкость и сложность двигателя с внешним сгоранием, с одной стороны, и появление жидких топлив с другой, привели многих людей в XIX столетии к мысли: нельзя ли изготовить работоспособный двигатель, в котором топливо могло бы фактически сжигаться внутри двигателя, отказавшись при этом от внешнего котла и связанной с ним системы трубопроводов.