Первые тепловые двигатели — паровые машины, при помощи которых тепловая энергия превращалась в механическую ра­ боту, были примитивны и неэкономичны. Так, расход каменного угля в этих машинах составлял около 25 кг на 1 л. с. ч., т. е. почти в 30 раз больше, чем в современных паросиловых установ­ках.
Первые паровые машины Ньюкомена (1712 г.), Ползунова (1766 г.), Уатта (1769 г.) и другие создавались без теоретиче­ ского обоснования процессов превращения тепловой энергии в механическую работу, так как в то время эти процессы еще не были изучены. Этим прежде всего и объясняется низкая эконо­мичность первых паровых машин.
Естественно, что по мере распространения тепловых двига­телей в промышленности и особенно на транспорте возникла необходимость в повышении их экономичности. Решение этой задачи было невозможно без теоретического исследования теп­ ловых процессов, протекающих в двигателях. Таким исследова­ нием занялся французский инженер С. Карно, который в 1824 г. впервые установил условия наивыгоднейшего превращения теп­ лоты в работу.