Nel presente capitolo viene affrontato lo studio delle macchine termiche. Una macchina termica motrice può essere definita come un sistema termodinamico che, interagendo con lambiente, converte con continuità energia termica in energia meccanica. Per operare con continuità, la macchina deve generalmente essere ciclica, ossia ritornare periodicamente nello stato di partenza. Talune macchine termiche non sono effettivamente cicliche: ad esempio un motore a scoppio ritorna periodicamente nella configurazione di partenza, ma il suo fluido di lavoro, una volta subita la reazione di combustione, non ritorna più allo stato iniziale. Tuttavia, anche in questi casi, è possibile, con particolari accorgimenti, ricondursi allo studio di una macchina ciclica.
Nel presente capitolo viene affrontato lo studio delle macchine termiche motrici. Nella maggior parte dei casi (tranne che nei reattori nucleari, nelle applicazioni geotermiche e nei collettori solari) tali macchine prelevano lenergia termica ad alta temperatura da una reazione di combustione: i combustibili maggiormente usati sono quelli cosiddetti fossili, ovvero carbone, metano e petrolio. Si distinguono quindi le macchine a combustione esterna, in cui il fluido viene riscaldato attraverso uno scambiatore di calore, da quelle a combustione interna, in cui il fluido aumenta di temperatura e pressione attraverso una reazione chimica che avviene direttamente al suo interno. Nella prima parte del capitolo, vengono studiati i cicli termici effettivamente adottati nelle macchine motrici e gli accorgimenti per migliorarne il rendimento di primo principio
