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Una máquina térmica es un dispositivo cuyo objetivo es convertir calor en trabajo. Para ello utiliza de una sustancia de trabajo (vapor de agua, aire, gasolina) que realiza una serie de transformaciones termodinámicas de forma cíclica, para que la máquina pueda funcionar de forma continua. A través de dichas transformaciones la sustancia absorbe calor (normalmente, de un foco térmico) quetransforma en trabajo. En una máquina térmica, la compresibilidad del fluido no es despreciable y es necesario considerar su influencia en la transformación de energía.
El desarrollo de la Termodinámica y más en concreto del Segundo Principio vino motivado por la necesidad de aumentar la cantidad de trabajo producido para una determinada cantidad de calor absorbido. De forma empírica, se llega así alprimer enunciado del Segundo Principio:
Enunciado de Kelvin-Planck
No es posible ninguna transformación cíclica que transforme íntegramente el calor absorbido en trabajo.

Este enunciado implica que la cantidad de energía que no ha podido ser transformada en trabajo debe cederse en forma de calor a otro foco térmico, es decir, una máquina debe trabajar al menos entre dos focos térmicos. Elesquema más sencillo de funcionamiento es entonces el siguiente:


1. Absorbe una cantidad de calor Q1 de un foco caliente a una temperatura T1
2. Produce una cantidad de trabajo W
3. Cede una cantidad de calor Q2 a un foco frío a una temperatura T2
Como la máquina debe trabajar en ciclos, la variación de energía interna es nula. Aplicando el Primer Principio el trabajo producido se puedeexpresar:





Una máquina térmica es un conjunto de elementos mecánicos que permite intercambiar energía, generalmente a través de un eje, mediante la variación de energía de un fluido que varía su densidad significativamente al atravesar la máquina. Se trata de una máquina de fluido en la que varía el volumen específico del fluido en tal magnitud que los efectos mecánicos y los efectostérmicos son interdependientes.
Por el contrario, en una máquina hidráulica, que es otro tipo de máquina de fluido, la variación de densidad es suficientemente pequeña como para poder desacoplar el análisis de los efectos mecánicos y el análisis de los efectos térmicos, llegando a despreciar los efectos térmicos en gran parte de los casos. Tal es el caso de una bomba hidráulica, a través de la cualpasa líquido. Alejándose de lo que indica la etimología de la palabra «hidráulica», también puede considerarse como máquina hidráulica un ventilador, pues, aunque el aire es un fluido compresible, la variación de volumen específico no es muy significativa con el propósito de que no se desprenda la capa límite.
En una máquina térmica, la compresibilidad del fluido no es despreciable y es necesarioconsiderar su influencia en la transformación de energía.
Ejemplos: máquina de vapor, motores de combustión interna; turbinas de vapor
Balance de energía en una máquina térmica[editar · editar código]
Un sistema abierto es aquel que intercambia materia y energía con el entorno. Aplicando elprimer principio de la termodinámica para un sistema abierto, el incremento de energía del sistema en unintervalo de tiempo es:

Conversión parcial del calor en trabajo
El rendimiento o eficiencia de una máquina es la relación entre el trabajo útil que produce y la energía suministrada. El concepto de eficiencia se aplica a todas las máquinas, desde la palanca, la polea o la prensa hidráulica hasta las centrales nucleares.
    La máquina de mayor eficiencia es la que convierte una cantidad deenergía en el máximo trabajo útil. No existe una máquina térmica que proporcione un rendimiento de 100%. Es decir, no hay mecanismo en que pueda transformarse completamente el calor en trabajo mecánico; la mayoría sólo reditúa una proporción muy baja; por ejemplo: en la máquina de vapor convencional, la energía de los combustibles se transfiere de un depósito caliente (el fogón) a uno frío (el...