Question

Почему в тепловых двигателях только часть энергии топлива превращается в механическую энергию

Answer 1

Тепло не может переходить от холодного тела к горячему без лишних затрат энергии. Чтобы вся энергия топлива перешла в механическую енергию, газ должен отдать всю свою внутреннюю энергию, охладившись до нуля. Но это и означает, что оно должно стать холоднее, чем холодильник (внешняя среда). А стать холоднее холодильника, по тому самому второму началу, нельзя.