Wattnak az egyetem műhelyében az volt a dolga, hogy különféle optikai műszereket, bemutatóeszközöket javítson, de 1762-ben már arra is szakított magának időt, hogy egy Papin-gőzfazekat készítsen, és méréseket végezzen a gőz nyomásváltozásaival kapcsolatban. Aztán olvasott egy másik feltatáló, Savery tüzes gépéről is, és eljátszott a gondolattal, hogy ha ő szerkesztene gőzgépet, vajon Savery vagy Papin útját járná-e.Persze ekkor már Newcomen légnyomásos gépe is klasszikus alkotásnak számított, de Watt nem az egyetem padjaiban ült, hanem csak az alagsorban. Neki nem kellett vizsgáznia a gőzgépek elméletéből, a maga útját járhatta.
     Az egyetemi előadásokon Newcomen gépének működését egy kis modellen mutatták be, rendszerint a hallgatók élénk derültsége közben. A kattogó bádogszerkezet ugyanis gyakran megmakacsolta magát, és meg se mozdult, pedig már elküldték egy híres londoni műszerészhez is, de az sem tudott rajta segíteni. John Anderson professzor végül megunta a dolgot, és 1763 telén leballagott az alagsori műhelybe az ormótlan szerezettel. Azzal adta oda Watt-nak, hogy próbáljon csinálni vele valamit.
     Watt óvatosan szemügyre vette a kis masinát. Szépen begyújtott a kazán alá. Egy idő múlva megnyitotta a gőzcsapot, de nem sok történt: "... a tüzet fújva tett néhány ütemet", aztán konokul leállt. Watt türelmesen sorbavette a szerkezeti egységeket. Annyit máris megállapított, hogy kicsi a kazán, kevés gőzt termel. Azután az a kevés gőz is tovább fogy a hideg fémcsövekben, de legfőképp a hengerben. A vízbefecskendezés ugyanis nem a gőzt, hanem csak a hengert hűti le.
     Watt voltaképpen egy tudós alaposságával kereste a bajok gyökerét, a hőveszteség okait. Kísérleteket végzett: megmérte a gőz hőtartalmát, gyötrődött, tűnődött a problémán. Nem is kezdett bele a javításba, amíg rá nem jött, hogy az alapvető hiba a Newcomen-gép lényegében rejlik. Felfedezte a nagy ellentmondást: ha a gőz beáramlik a hengerbe, és felfelé tolja a dugattyút, az lenne jó, ha a henger tűzforró lenne, mert így szemernyi gőz sem veszne kárba. De a gőzt le kell csapatni, hogy vákuum keletkezzék, ehhez pedig a hengernek jéghidegnek kell lennie.
     Szerencsétlen henger! Nem lehet egyszerre hideg is, meleg is. Hát ezért nyelik tonnaszámra a tüzelőt ezek az óriási gépek! Ha fölfelé megy a dugattyú, meleg henger kell. Ha lefelé megy a dugattyú, hideg henger kell. A gőz energiája tehát jórészt abban a sziszifuszi munkában merül ki, hogy minden ütemben újra melegíti a lehűtött hengert.