เครื่องจักรไอน้ำทั่วไปจะต้องใช้เชื้อเพลิงเผาไหม้ให้เกิดความร้อน เพื่อไปต้มน้ำให้เกิดไอน้ำที่มีแรงดันสูงแล้วใช้ในการขับเคลื่อนระบบ เช่น รถไฟไอน้ำ และเมื่อต้มน้ำจนหมด ต้องหยุดเครื่องเพื่อเติมน้ำใหม่ ในขณะที่เรือป๊อกแป๊กซึ่งเป็นของเล่นเก่าแก่ดั้งเดิม ทำด้วยสังกะสีทั้งลำ แต่ในปัจจุบันตัวเรือทำด้วยพลาสติก หม้อน้ำทำด้วยสังกะสี มีท่อทองแดงสองท่อเป็นท่อน้ำเข้า-ออก มีความมหัศจรรย์กว่า คือ เติมน้ำเพียงครั้งเดียว เมื่อจุดเชื้อเพลิงต้มน้ำ เครื่องจะส่งเสียงป๊อกแป๊ก ๆ เรือแล่นไปเรื่อย ๆ จนเชื้อเพลิงหมดก็เปลี่ยนเชื้อเพลิงใหม่โดยไม่ต้องเติมน้ำใหม่ มันเป็นเช่นนั้นได้อย่างไร ?

เมื่อเติมน้ำเข้าทางท่อน้ำจนเต็มปิดปากทั้งสองท่อเพื่อไม่ให้น้ำไหลออก นำเรือลงน้ำแล้วจุดเชื้อเพลิงวางใต้หม้อน้ำเพื่อต้มน้ำให้เดือด ทันทีที่น้ำเดือดไอน้ำในหม้อต้มน้ำดันให้ผนังสังกะสีด้านบนของหม้อน้ำโป่งออกทำให้มีเสียง “ป๊อก – แป๊ก”ๆเกิดขึ้นพร้อมกับดันน้ำที่อยู่ปลายท่อพ่นออกมาแล้วเรือก็ล่องออกไป

หลักการทำงานของเรือป๊อกแป๊กคือ เมื่อเติมน้ำเข้าไปในหม้อต้มนำเรือลงน้ำแล้วจุดเชื้อเพลิงทำการต้มน้ำ จะมีขั้นตอนของการทำงาน 3 ขั้นตอนคือ

ขั้นที่ 1

   ⇒ ให้ความร้อนกับหม้อต้ม

   ⇒ ไอน้ำขยายตัวความดันเพิ่มขึ้นประมาณ 1,670 เท่า

   ⇒ ผนังหม้อต้มขยายตัวเกิดเสียงดัง “ป๊อก”

ขั้นที่ 2

   ⇒ ไอน้ำดันให้น้ำในท่อทั้งสองส่วนที่แช่อยู่ในน้ำถูกดันออก เป็นแรงกิริยา ( Action ) ที่เรือกระทำต่อน้ำ

   ⇒ เกิดแรงปฏิกิริยา ( Reaction ) ที่น้ำดันให้เรือเคลื่อนที่ไปข้างหน้า

   ⇒ เมื่อไอน้ำและน้ำถูกดันออกมาจากหม้อต้มน้ำ ความดันในหม้อต้มน้ำลดลงเกือบเป็นสุญญากาศ ความดันอากาศภายนอกดันผนังหม้อต้มให้หดตัวเกิดเสียงดัง “แป๊ก”

ขั้นที่ 3

   ⇒ เมื่อความดันลดลงเกือบเป็นสุญญากาศภายในหม้อต้ม มีผลทำให้ความดันภายในมีค่าต่ำมาก

   ⇒ ความดันบรรยากาศดันน้ำภายนอกเข้าสู่ท่อไปที่หม้อต้มเพื่อทำการต้มใหม่ เป็นวัฏจักรการทำงานรอบใหม่

รูปแสดงวัฏจักรการทำงานของเรือป๊อกแป๊ก

นี่คือเหตุผลของการไม่ต้องเติมน้ำในหม้อต้มของเรือป๊อกแป๊ก เนื่องจากเรืออยู่ในน้ำอยู่แล้วและน้ำถูกดัน “เข้าไป – ออกมา” เป็นวัฏจักรได้ เราสามารถออกแบบเรือได้หลากหลายรูปแบบ ดังรูป

และยังทำการแข่งขันเพื่อประกวดฝีมือและฝึกสมองได้ด้วย