Работа теплового двигателя всегда меньше получаемого тепла, потому что невозможно превратить всё тепло, полученное от нагревателя, в полезную работу. 1

Часть энергии тратится на то, чтобы вернуть двигатель в исходное состояние: удалить отработанное рабочее вещество, преодолев силы трения между деталями механизма, и ввести новое рабочее вещество. 1 Кроме того, часть тепла, которая не идёт на совершение полезной работы, передаётся холодильнику (теплоприёмнику). 1

Также КПД двигателя снижают трение в движущихся частях и потери тепла через стенки двигателя. 4

Таким образом, полезная работа двигателя всегда меньше количества теплоты, которое было получено от нагревателя. 1

Показатель эффективности превращения энергии сгорающего топлива в механическую работу называется коэффициентом полезного действия (КПД) и всегда меньше единицы. 5