Uma máquina térmica é um dispositivo que converte energia térmica (calor) em energia mecânica (trabalho), operando em ciclos.

Pense no motor do seu carro: a gasolina queima dentro dos cilindros, produzindo gases quentes em alta pressão.

Esses gases empurram os pistões, que giram o virabrequim e, finalmente, as rodas. O calor da combustão se transforma em movimento.

O Ciclo Básico de uma Máquina Térmica

Toda máquina térmica opera em ciclos – ela retorna ao estado inicial ao final de cada sequência de processos.

Um ciclo térmico envolve quatro etapas fundamentais:

Absorção de calor (Q_q) – a máquina recebe calor de uma fonte quente (ex.: câmara de combustão, caldeira, etc.).

Expansão – o fluido de trabalho (gás, vapor, etc.) se expande, realizando trabalho útil (W).

Rejeição de calor (Q_f) – parte do calor que não foi convertida em trabalho é descartada para uma fonte fria (ex.: atmosfera, água de resfriamento, etc.).

Compressão – o fluido retorna ao seu estado inicial para recomeçar o ciclo.

Balanço energético (1ª Lei da Termodinâmica)

$$ W = Q_q - Q_f $$ Ou seja: o trabalho realizado é igual à diferença entre o calor absorvido e o calor rejeitado.