蒸汽车的发明带动了社会发展，出现了第一次工业革命，科技力量第一次在世界范围内影响到了全人类的进程。自此之后科技发展与社会进步的联系日益密切，电力的广泛应用，石油开采直至今天太阳能核能的利用，科技正在全面的推进工业乃至全社会的发展。
自四千年前用做装饰的第一颗玻璃球的出现，到现在日新月异的工业材料的应用，千奇百怪的材料正体现着无处不在的新科技。
一、蒸汽动力及蒸汽机的发明
十八世纪时，英国的采矿业迅速发展，当矿井越挖越深时，地下水便会涌出来，这时，如何将深井水排出来，就成了一个紧迫的问题。为了解决这一难题。法国人巴本发明了一台比较原始的蒸汽机作为排水的动力，但是因为这台机械比较费时并且工作效率很低，所以并没有得到推广，在这种背景下，如何改良蒸汽机成为工程师们日益关注的问题。
蒸汽机是将蒸汽的热能转换为机械能的动力机械，它主要由汽缸、活塞、阀门、连杆机构、配汽机构等部分组成，它的工作原理是通过高温高压的水蒸气作用于活塞从而实现做功的目的。
18世纪初期，苏格兰人纽科门改进了蒸汽机，并用它来驱动提水泵排水。这台蒸汽机的工作原理是：蒸汽由锅炉进入气缸后，推动活塞向上，并通过一根摇杆将水泵的活塞压下。关闭阀门后，将冷水撒向气缸，此时，蒸汽遇冷凝结造成气缸真空的环境，大气压将活塞压下，致使提水泵将水抽到井外。因为纽科门式蒸汽机在排水方面的明显功效，所以得到了大力推广。不过，由于煤耗量太大等缺点的存在，这种蒸汽机也面临着种种的束缚。
英国人瓦特发现纽科门大气式蒸汽机的缺陷在于气缸不断地冷热交替，这样平白损失了很多热能。针对这种状况，1765年，瓦特改进了原有的蒸汽机，新型的机械把冷却和加热的任务分别让两个容器来承担，即气缸始终保持高温状态，冷却的工作由冷凝器“负责”。此后，瓦特不断’对蒸汽机进行改进，到了1784年，他的蒸汽机已经具有了抽气泵、曲轴、飞轮等装置。
瓦特改良后的蒸汽机，其应用范围已经不局限于深井排水，而是逐渐进入冶铁、纺织等行业，并有力地促进了一系列的新发明和第一次工业革命的发展。1807年，美国的富尔顿采用蒸汽机制成了第一艘蒸汽机船“克莱蒙特”号；1814年，英国人斯蒂芬孙采用蒸汽机制成了第一辆在铁轨上运行的火车……
二、火力发电技术
在所有的发电方式中，火力发电是历史最久的，也是最重要的一种。随着发电机、汽轮机制造技术的完善和输变电技术的改进，特别是电力系统的出现以及社会电气化对电能的需求，20世纪30年代以后，它开始进入了一个大的发展时期，火力发电的模式，也出现了新的模式。
由于煤炭、石油、天然气等固体、液体及气体燃料燃烧后会产生热能，人们就通过这些热能来加热水，使水温升高从而产生高压水蒸气，继而水蒸气就会推动发电机发电。这就是火力发电的原理。火力发电按其所用的燃料分，主要有燃煤发电、燃油发电和燃气发电。为了提高综合经济效益，火力发电应尽量靠近燃料基地进行，同时，在大城市和工业区则应实施热电联供。
火力发电厂简称火电厂，是利用煤、石油、天然气作为燃料生产电能的工厂，它有锅炉、汽轮机和发电机这三大主机，其中锅炉是它们中最基本的能量转换设备。它的基本生产过程是：燃料在锅炉中燃烧加热水使其变成蒸汽，将燃料的化学能转变成热能，蒸汽压力推动汽轮机旋转，热能转换成机械能，然后汽轮机带动发电机旋转，将机械能转变成电能。简单说来，在锅炉中煤的化学能转变为热能；在汽轮机中热能转变为机械能；在发电机中机械能转换成电能。
尽管身为电力行业的主力军，火力发电仍然也有自身的缺点。由于大量燃煤、燃油等，火力发电造成的环境污染也日益成为引人关注的问题。首先，煤炭直接燃烧排放的二氧化硫等酸性气体已使我国很多地区的酸雨量不断增加。其次，对电站附近环境造成的粉煤灰污染，也会对人们的生活及植物的生长造成不良影响。据统计，全国每年大约会产生1500万吨烟尘。此外，火力发电也会造成资源浪费，光我国每年就要消耗将近5000万吨标准煤。
三、内燃机
如果说，发明于18世纪的蒸汽车极大地提高了工厂大规模生产的产量，为铁路和轮船提供了能量；那么，发明于19世纪末的内燃机则通过汽车大大增加了人们的流动性，成为人们日常交通中最重要的工具之一。
在一个半世纪以前，萨弗里、瓦特等人所发明的蒸汽机已利用了汽缸外的热，然后由热生成的蒸汽进入汽缸驱动活塞。当时人们曾经想到，可以使某种无火焰的气体和空气的混合物在汽缸内发生反应，所燃烧产生的能量便可以直接驱动活塞。假如这样的内燃机被研制出来，那么它要比蒸汽机体积小且启动速度快。于是，1859年，勒努瓦第一个设计用煤气作为燃料，制造出了第一台实用型内燃机。这台内燃机由双作用式蒸汽机改装，采用滑阀以便将煤气和空气的混合物导入装有活塞的汽缸，然后被感应线圈所产生的电火花引燃，推动活塞移动。它是一种使用煤气和混合气的二冲程发动机。
1860年，勒努瓦将这台内燃机装在一辆小型货车上，行驶了10千米，历时3小时。于是这辆车成为世界上第一辆用内燃机驱动而不再‘使用马拉的车子”。
在勒努瓦的内燃机发明后，人们为提高它的效率做了许多尝试。1861年，奥托制成一台煤气发动机，1864年与德国工业家欧根·兰根共同研制并改进了一台发动机，并在1867年的巴黎博览会上获得金质奖章。1876年，奥托利用法国工程师罗沙的内燃机原理，设计制造了一台以煤气为燃料、火花点火、单缸卧式的四冲程内燃机，成为内燃机的真正发明者。
1877年，奥托获得这一发明专利权，而且这种内燃机很快就得到了广泛应用。他逝世时，人们为纪念这位有重大贡献的发明家，就将四冲程循环系统称为“奥托系统。”
狄塞尔是四冲程柴油发动机的发明者。他出生在巴黎，但父母都是德国人，少年时代为躲避法德战乱，全家逃到英国伦敦避难。战争结束后，狄塞尔在奥格斯堡和慕尼黑工业大学接受教育。大学期间，他开始从事蒸汽机的研究，一心想发明一种新的发动机。大学毕业后，狄塞尔做起了冷藏机工程师，当时他曾打算制造利用氨气的蒸汽机，但最终以失败告终。到了1885年，他的兴趣转移到他称之为“合理热机”的问题上来，冷藏机的液氨压缩机在压缩过程中产生大量热量给他留下了深刻影响。
1890年，狄塞尔回到柏林，潜心研究动力机。狄塞尔希望制造出比汽油发动机更好的柴油发动机。1897年，他终于成功了。理论上讲柴油机效率要高于汽油机，更适合作为船舶的动力；此外，柴油机无须电子点火，它使用的柴油也比汽油更便宜。第一台发动机的功率为13千瓦，热能损耗小，效率达38％，远比蒸汽机和汽油机高。很快这种机器已经成为发电厂广泛使用的固定发动机，经过不断改进，现在不仅在船舶上使用，而且在大型公共汽车、卡车上也得到了广泛应用。
四、工业的血液——石油开采及利用技术
石油是一种热值高、比重低的可燃性液态能源矿产。随着现代工业、国防、科学技术的发展，这个已经埋藏在地下千百万年的“黑色洪流”，逐渐显示出了自己的神奇妙用。目前，全球90％以上的交通能源都来自石油，而石油的开采，也成了众所关注的话题。
石油是目前工业的主要能源之一。就像人无血液不能生存那样，工业离开石油也不能正常发展，因此人们就将石油比喻成“工业的血液”。同煤相比，石油具有能量密度大、运输储存方便、燃烧后对大气的污染程度较小等优点。如今，从石油中提炼的燃料油不仅是各种工业的燃料，以石油为原料的液化气和管道煤气也是城市居民生活的优质燃料。飞机、坦克、火箭以及其他航天器，也需要消耗大量石油燃料。因此，许多国家都把石油列为战略物资。
未被加工的石油就是原油。它是直接从地下开采出来的原料，是一种化石燃料。换句话说，它是由生活在数百万年前的古代海洋动植物发生腐烂而自然形成的。任何发现原油的地点曾经都是海床。原油具有不同的颜色（从清澈到焦黑色）和黏度（从水状到几乎凝固）。它也是非常有用的原材料，能用来生产不同的物质。虽然原油的基本元素类似，但从地下开采的天然原油，在不同产区和不同地层，反映出的品种纷繁众多，物理性质有很大的差别。
石油尽管是液体，但它并不像水聚集在水库中那样聚集在沉积岩中。它透过岩石的孔隙，被挤压到压力分布更低的岩石裂缝和孔隙中，直至停留在被完全封闭的储集岩中。储集岩是聚集石油的岩石。它形成了储藏石油的地质环境——圈闭构造，这是阻止石油被继续运移的地质构造。石油的这种聚集方式就如同水被一块海绵吸收了一样。正因为有了储集岩和圈闭构造，石油才能安静地在地下定居，等待发掘者的到来。
石油最初被人们用来照明和燃烧。如今，各种石油制品相继诞生，为人们的生活提供了很多的用途。石油不仅可以制成润滑油等用于机械生产，由它制成的沥青还是公路和建筑的重要材料。此外，石油化工产品可以广泛地应用于农业、轻工业、纺织工业、以及医药卫生等部门，如合成纤维、塑料、合成橡胶制品等。让人难以猜想的是，连我们常用的粉笔、墨水等，都有它的参与。可见，石油已经深入到了我们生活的方方面面。
不过，虽然石油的应用相当广泛，为人类的发展提供了强劲的能源动力。但倘若加大石油的使用量，随之而来的环境污染以及造成了的温室效应、气候异常等诸多弊端，将会不断出现。
五、太阳能的利用技术
太阳是离地球最近的一颗恒星，是个在不断进行核聚变反应的巨大炽热的球状气团。由于其内部深处的极高温度（约20兆度）和极高压强，使原子的热核反应得以不断进行，从而通过太阳表面以光的形式向宇宙空间辐射出巨大的能量，这就是太阳能。太阳能有取之不尽、就地取用、无需搬运、分布广泛、取用方便、可再生及无污染等优点，具有巨大的潜力和前景。
尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量的22亿分之一，但太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤所产生的能量。地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来源于太阳，即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然气等）从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能，所以广义的太阳能范围非常大，狭义的太阳能则仅限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。
我国是最早利用太阳能的国家，其历史可追溯到约2700年前。在周代，中国人即能利用凹面镜的聚光焦点向日取火。这是较原始的太阳能利用。我国最早研究太阳能的学者是四川洪雅县的肖开泰。他深信太阳能的威力，自筹资金，从国外买来有关的仪器设备，研制出了一面小型聚光镜，利用太阳能来烹、煮、烘、烤各种食物，经过45次调整试验，获得了成功，这可以说是我国最早的太阳灶了。它与现代太阳灶的原理相同，形状像一把倒撑着的伞一样。
对太阳能的利用主要是对太阳能的光热利用，太阳能热水器、太阳房、太阳灶、太阳能温室、太阳能干煤系统、太阳能土壤消毒杀茵技术等均是利用太阳光热能的仪器，它们均成效显著。太阳能热发电是太阳能热利用的一个重要方面，根据集热方式不同，又分高温发电和低温发电。美国、日本、意大利等国在太阳能热发电方面较领先。若能用太阳能全方位地解决建筑内热水、取暖、空调和照明用能，这将是最理想的方案，太阳能与建筑一体化的研究与实施，是未来太阳能开发利用的重要方向。
从太阳能辐射中采集电力通常有两种方法。最广泛的是太阳能电池或光电池。太阳能电池是一种可以把光能转变为电能的半导体片。最初，光电池是被用来向卫星和空间探测器提供能源而开发的，但是现在从计算器到实验汽车的许多实物中都可以看到它。而最有前景的大规模能量采集方式是太阳熔炉。这种太阳熔炉使用巨大的名为逐日镜的倾斜反光镜阵列，它可以跟随太阳照射的方向转动，把太阳光线聚集在一个收集器上。收集器一般安放在远离地面的塔上。流经收集器的水迅速地沸腾，蒸汽膨胀的力量可以用来推动涡轮旋转。涡轮带动发电机发电，其方法与许多其他类型的电站是相同的。