Šiluminis variklis - tai įrenginys, vidinę degalų energiją paverčiantis mechanine. Kad variklis atliktų darbą, reikia abiejose stūmoklio arba turbinos menčių pusėse sudaryti skirtingą slėgį. Šiluminiuose varikliuose, sudegant kurui, *100-*1000 (palyginti su aplinkos T ) pakyla variklio darbinės medžiagos temperatūra, todėl ir susidaro skirtingas slėgis. Šiluminiai varikliai - garo mašina, garo ir dujų turbina, vidaus degimo variklis, reaktyvusis variklis. Visų šiluminių variklių darbinė medžiaga - dujos. Plėsdamosi jos atlieka darbą. Pradinė darbinės medžiagos temperatūra T1. Vidaus degimo varikliuse ir dujų turbinose temperatūra padidėja, sudegant kurui variklyje. Temperatūra T1 vadinama šildytuvo temperatūra.
Pagrindinės šiluminio variklio dalys: šildytuvas, aušintuvas, darbinis mechanizmas, kuriame darbinė medžiaga atlieka darbą. Atlikdamos darbą, dujos netenka energijos. Jos ataušta iki tam tikros temperatūros T2. T2 negali būti < Taplinkos, nes dujų slėgis būtų mažesnis už aplinkos slėgį ir variklis neveiktų. T2 visada aukštesnė už Taplinkos. T2- aušintuvo temperatūra. Aušintuvu gali būti atmosfera arba kondensatoriai - specialūs įrenginiai panaudotiems garams aušinti ir kondensuoti.

Šiluminio variklio veikimo principas