Для облегчения своего труда люди придумали сначала простые механизмы, а затем тепловые двигатели. Рассмотрим простейший тепловой двигатель, то есть устройство, преобразующее тепловую энергию в механическую работу.

Простейший тепловой двигатель

Пробирку с водой закроем пробкой и укрепим в специальном держателе. Будем нагревать воду с помощью спиртовой горелки. Когда вода закипит, образовавшийся пар выбьет пробку.

Преобразования энергии: сгорание топлива → нагревание холодной воды до кипения и образования пара → совершение механической работы

Важно отметить, что при этом:

1) часть энергии теряется на нагревание окружающей среды;
2) для передачи энергии от нагревателя воде необходимо, чтобы температура воды была ниже температуры нагревателя;
3)  в рассмотренном опыте газ может совершить работу лишь один раз.

Чтобы двигатель мог совершать работу многократно, его каждый раз нужно приводить к исходному состоянию.

Тепловым двигателем называют машину, в которой внутренняя энергия топлива превращается в механическую энергию.

Такой двигатель был изобретён в конце XVII в. В России первый поршневой двигатель был создан в 1765  г. Иваном Ивановичем Ползуновым (1728—1766). В дальнейшем тепловой двигатель был усовершенствован Джеймсом Уаттом.

Паровая машита Уатта