La necessità di utilizzare il lavoro prodotto da vento ed acqua nel modo più ampio ed utile possibile diede origine, come appena descritto, allo sviluppo di macchine passive capaci di finalizzare l'uso dell'energia alle attività produttive.

Le invenzioni che seguirono riguardavano invece la realizzazione di macchine attive, ovvero capaci di produrre lavoro attraverso l'utilizzo del calore come fonte energetica.
Il calore era una fonte già conosciuta e utilizzata per la cottura dei cibi e il riscaldamento fin dai tempi della scoperta del fuoco, ma fino a quel momento applicata ad attività produttive solo in forni, forge, fornaci.

Le nuove macchine utilizzarono il calore per produrre vapore, il quale, in funzione delle sue caratteristiche di pressione e temperatura, è in grado di compiere lavoro facendo muovere congegni meccanici appositamente creati: nacquero così le macchine a vapore.

La produzione e l′utilizzo del vapore come elemento capace di produrre lavoro diedero origine allo studio del "calorico" . È, questo, il nome antico dato al calore, che fu concepito come un fluido capace di passare da un corpo caldo a un corpo freddo, esattamente come l′acqua scorre verso valle. Benché quantitativa e rigorosa, la teoria del calorico non era adatta a descrivere la realtà.

Sul finire del XVIII secolo si sviluppò così la capacità di produrre lavoro attraverso il motore termico, un dispositivo capace di trasformare l′energia termica in lavoro, usando il calore che si ottiene bruciando un combustibile. I primi motori termici, quelli a vapore, rendono possibile la rivoluzione industriale e continuano a svilupparsi nel corso del XIX secolo, attraverso continue e costanti migliorie per aumentarne il rendimento al fine di produrre più lavoro. Il motore a vapore si sviluppò attraverso un lavoro pratico ed empirico: come già era stato dello sviluppo delle tecniche nei secoli dell′artigianato, fu grazie a ripetuti tentativi ed errori che gli ingegneri dell′epoca arrivarono a capire che il motore sarebbe stato reso molto più efficiente se si fosse giunti a una trasformazione adiabatica del vapore, cioè se la trasformazione del vapore in lavoro fosse avvenuta senza scambi di calore con l′esterno, quindi senza dispersione di calore.