Еще не подозревая о существовании внутренней энергии, человек уже пользовался ею: ведь когда он грелся у первобытного костра, происходило превращение потенциальной энергии взаимодействия атомов и молекул в кинетическую энергию их хаотического движения.
В 17-м веке в связи с развитием промышленного производства резко возросла потребность в двигателях, которые приводили бы в движение различные механизмы — например, водяные насосы для откачки воды из шахт. В связи с этим возник вопрос: как наиболее эффективно преобразовать внутреннюю энергию в механическую?
Чтобы теплота, выделяющаяся при сжигании топлива, превращалась в механическую энергию, необходимо использовать тело, которое значительно увеличивает свой объем при нагревании: тогда оно может толкать поршень, производя механическую работу. А единственные тела, которые могут значительно изменять свой объем, — это газы. Вот почему во всех тепловых двигателях работу совершает газ при расширении.