さて、永久機関が存在し得ないことが分かった上で、次は熱機関についてです。


（３）熱機関のおさらい

熱機関には内燃機関と外燃機関がありますが、内燃機関は、作動流体そのものを燃焼させて動力を得ます。
つまり、燃焼ガスが膨張する圧力で直接ピストンを押したり、タービンを回転させるなどの仕事をします。
自動車のエンジンは、言わずも知れた内燃機関の一つです。
※内燃機関は、熱エネルギーを直接運動エネルギーに変換するので効率は高い（概ね20～50％）

一方、外燃機関は、作動流体そのものを燃やすのではなく、熱交換器により熱源の熱を作動流体に与え、この作動流体がピストンを押したり、タービンを回転させるなどの仕事をします。
蒸気機関車がそうですね（石炭を燃やしてボイラーで蒸気を生成し、過熱器にあたる蒸気管で高温高圧になった過熱蒸気をシリンダーに送り込む）
※プロセスが増える分、内燃機関よりも効率が低くなる（概ね10～40％）


（４）熱機関は可逆である

全ての熱機関は高温の熱源から正の熱を受け取り低温の熱源に移すと同時に、系の外へ仕事をする訳ですが、これとは逆に、外から仕事をすれば、低温の熱源から正の熱を受け取り高温の熱源に移すことが可能です（可逆サイクル）

つまり、熱機関の逆サイクル（※）が、一般エアコンの冷暖房原理です。

ここでようやくエアコンと話が繋がったところで、最後に【どうやって冷えるの？編】へと続く。


注釈（※）
最近よく耳にする「ヒートポンプ」という言葉がありますが、ヒートポンプとはエアコンのような「熱機関の逆サイクル」一般を指す言葉なので、最近できた物ではありません。
但し、狭義のヒートポンプは高効率（省エネ）空調などを指す言葉であり、旧来からのエアコンは含まないようです。
なお、車の場合は（EV等を除いて）冷房のみがヒートポンプです。