Uma máquina térmica é um dispositivo capaz de transformar calor, liberado pela queima de combustível, em energia de movimento, útil à realização de um trabalho específico. De forma esquemática, uma máquina pode ser representada pelo diagrama a seguir, que destaca o fluxo de energia durante as transformações que ocorrem.
Desde a sua invenção, em meados do séculos XVIII, muitos físicos e engenheiros, trouxeram contribuições modificando processos e ultilizando diferentes comustíveis, para que as máquinas se tornassem cada ve mais eficientes, sempre em busca da máquina perfeita. Entretanto, N. L. S. Camot, em 1824, pôs fim a essa corrida, demonstrando que o rendimento (calculado pela razão entre o trabalho útil realizado e o calor absorvido na combustão) estava limitado pelas temperaturas mínima (TMIN) e máxima (TMAX) de operação:
Em função disso, o máximo trabalho que uma máquina é capaz de realizar, absorvendo 200kJ de calor durante a queima de combustível, quando seu rendimento é 50% do máximo possível, operando entre 300K e 500K, em kJ é de:
300
200
100
80
40