Wärmekraftmaschinen verwenden eine Wärmequelle höherer Temperatur, z.B. eine Verbrennung, um ein Gas zu erhitzen und seine potentielle Energie (Druck) zu erhöhen. Der Druck des Gases wird mit einem Kolbenmotor oder einer Turbine in mechanische Arbeit umgewandelt. Aus prinzipiellen Gründen kann nicht die gesamte Wärmeenergie in mechanische Arbeit umgewandelt werden (Einzelheiten siehe 2. Hauptsatz der Thermodynamik). Deshalb muss der nicht nutzbare Teil der Wärme durch Kühlung oder Gaswechsel an ein Reservoir mit niederer Temperatur abgeführt werden.