Узнав о затруднениях Уатта с моделью паровой машины, доктор Блэк показал ему только что опубликованную свою статью о природе пара. В ней Блэк критиковал "теорию влажного воздуха, растворённого в воде" и вплотную подходил к правильному пониманию процесса парообразования.

Под впечатлением этой статьи и приведённых в ней опытов Уатт решил заняться изучением конденсации пара. Сначала он проводил опыты с целью выяснения связи между конденсацией пара и безвоздушным пространством. Он заметил, что, попадая в безвоздушное пространство, пар сразу же превращается в воду, конденсируется; но скоро в этом безвоздушном пространстве появляется воздух, и оно перестаёт быть безвоздушным. Получить в котле пар, который не содержал бы воздуха, не удавалось.

Затем Уатт стал изучать зависимость между давлением пара и его температурой. Ему удалось установить, что в замкнутом пространстве температура пара везде одинакова и всегда равняется по наиболее холодному участку этого пространства. Далее он заметил, что при более высоком давлении пара его температура выше, и более упругий пар оказывается более горячим.