Nel 1680 Huygens suggerisce un modello di macchina a polvere da sparo nella quale l'esplosione si produce in un cilindro sotto un pistone sollevato da un contrappeso. I gas dell'esplosione fuoriuscivano attraverso valvole di sicurezza e la pressione dell'aria spingeva il pistone in basso.

Nel cilindro tuttavia rimanevano dei gas dopo l'esplosione, cosa che impediva la realizzazione di un vuoto soddisfacente. Il problema occupò Papin che assisteva Huygens negli esperimenti. Per evitare l'eventuale scoppio della caldaia egli inventò la valvola di sicurezza e divenne subito noto per l'invenzione della pentola a pressione. Tuttavia egli intendeva trovare una sostanza che non lasciasse residui. La soluzione si presentò nel 1690 con la costruzione di una macchina con la quale l'acqua , con l'aiuto del calore non molto intenso , avrebbe potuto produrre quel vuoto completo che non poteva essere ottenuto in alcun modo con la polvere da sparo. La macchina a vapore di Papin consiste in un tubo verticale di 6 cm. di diametro con un pistone ed un'asta. Il tubo svolge la triplice funzione di caldaia, di cilindro del motore e di condensatore .