Совершения механической работы в современных машинах и механизмах в основном происходит за счет внутренней энергии веществ. Примером таких механизмов может быть тепловой двигатель.
Тепловой двигатель - это устройство, преобразующее внутреннюю энергию топлива в механическую энергию.
Но из этих процессов необходимы для решения поставленной проблемы - получение максимальной работы за счет внутренней энергии топлива? Очевидно, максимальная работа будет осуществляться в таких процессах, в которых исключен контакт горячего тела с холодным, поскольку в случае такого контакта происходит теплопередача без совершения работы.
Такими процессами могут быть изотермический и Адиабатный. В первом процессе расширения газа происходит при постоянной температуре, а во втором - газ расширяется без теплообмена с окружающими телами.
Полное использование внутренней энергии для совершения работы возможно лишь при однократного расширения газа, которое прекращается, только давление газа становится одинаковым с внешним давлением. Для того чтобы работа расширения газа могла быть осуществлена снова, поршень должен быть снова переведен в исходное положение. Чтобы вернуть поршень в исходное положение, газ необходимо сжать до первоначального объема. При этом внешняя сила осуществить работу сжатия. Но если сжатия газа будет происходить при той же температуре (т.е. по той же изотермой), то работа внешней силы окажется одинаковой с работой расширения газа, а полезная работа за цикл равна нулю. Отсюда вывод:
> Сжатия должно происходить при более низкой температуре.
Итак, перед сжатием необходимо снизить температуру рабочего тела (газа).