Тепловой двигатель — любое устройство, которое преобразует внутреннюю энергию топлива в механическую работу. Примеры тепловых двигателей — двигатель внутреннего сгорания, паровая машина.
Тепловой двигатель состоит из трех основных частей: рабочего тела, нагревателя и холодильника. Рабочее тело — газ или пар — при расширении совершает работу а, получая от нагревателя некоторое количество теплоты температура нагревателя т, поддерживается постоянной за счет сгорания топлива.
При сжатии рабочее тело передает количество теплоты q2 < q1 холодильнику — телу, имеющему температуру т2 < tv это необходимо для периодической работы двигателя. Давление газа (пара) при сжатии ниже, чем при расширении, что обеспечивает полезную работу двигателя. Кпд теплового двигателя всегда меньше 1. Максимально возможный кпд при данных температурах нагревателя и холодильника имеет идеальный тепловой двигатель, работающий по циклу Карно.
