稍微分析一下就能发现，当大气活塞式蒸汽机结束一个动力冲程后，汽缸壁的温度依然保持在相对较低的水平。而当下一个冲程开始时，大量高温蒸汽涌入汽缸，但它们首先要做的却并不是推动活塞上移，而是在发冷的汽缸壁上凝结，同时使汽缸壁升温，于是，那么一大部分用煤辛辛苦苦烧出来的热不是用来做功，而是以加热汽缸壁的形式白白浪费掉了。而这，也就注定了大气活塞式蒸汽机的效率不会太高。
后来，通过工程师的不断改良和重新设计，试着将汽缸同冷凝器分开，两者之间用一根带阀门的管道相连。当活塞运动到最高点时，阀门同样会打开，但接下来的过程却与大气活塞式蒸汽机内发生的完全不同：膨胀过后的蒸汽会涌入冷凝器，在那里降温凝结，产生巨大的负压力——而这个负压力又会使得汽缸内剩余的蒸汽被抽进冷凝器。
由此，汽缸内同样会形成局部真空，活塞也会在大气压的作用下往下移动。但是，由于汽缸壁没有被洒上冷水，接下来冲入汽缸的蒸汽完全不用在汽缸壁上凝结，只需要专心地推动活塞。就这样，将蒸汽机的效率提高到了原来的三倍。
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