Принцип действия теплового двигателя: нагревающийся газ в двигателе расширяется, давит на поршень или лопасти турбины и тем самым производит механическую работу. 1

Основные структурные части теплового двигателя: нагреватель, рабочее тело (газ или пар) и холодильник. 1 Нагреватель передаёт теплоту рабочему телу, обычно это сгорающее топливо. 1 Рабочее тело нагревается и, расширяясь, выполняет работу. 1 Холодильник охлаждает рабочее тело до исходной температуры, в качестве холодильника может использоваться как специальное устройство, так и окружающая среда. 1

КПД (коэффициент полезного действия) теплового двигателя — это отношение полезной работы, совершённой данным двигателем, к количеству теплоты, полученному от нагревателя. 1 Чтобы получить значение КПД в процентах, нужно полученное дробное число умножить на 100. 1

Все двигатели имеют КПД меньше 100%, так как не вся тепловая энергия преобразуется в механическую. 1 Например, КПД двигателей внутреннего сгорания не превышает 20–40%, а КПД паровых турбин — чуть выше 30%. 3