根据热力学第一定律，我们现在已经知道：“做功和传热可以改变系统的内能”。那么，反过来，“能量”和“热量”又是否可以用来“做功”呢？其实，“热机”就是“一种利用工作物质连续不断地把热转化为有用功的机械装置”，人们对热机的研究直接导致了蒸汽机的发明，并因此引发了重大的社会变革和人类文明的进步。
如图6.7 所示，这就是一个典型的热机工作流程示意图：工作物质从高温热源吸取较大的热量Q1，然后将较小的热量Q2排给低温热源，并在这个过程中做A 的功。根据能量守恒定律有Q1=A+Q2。根据热机的工作原理，我们还可以形象地把热机比作一个人，其工作过程可以通俗地描述为：一个人在餐厅吃了Q1的饭，干了A 的活，最后到厕所产生了Q2的排泄物。显然，人的工作效率也因此可以通俗地描述为：“吃了多少饭Q1，干了多少活A”，也就是热机工作效率，其数学表达式为：
显然，对于一个优秀的热机，一定是耗油（Q1）少，而做功（A）多；类似地，如果单纯从物理学的角度看，一个“高效率”的人就应该是“吃更少，干更多”，这也就难怪过去的地主总是逼着农民干活，又不给吃饱，大概他们把农民也当成了热机，想尽量提高“工作效率”吧。从这个角度看，这些地主至少物理还学得不错。
图6.7 热机工作流程示意图(www.xing528.com)
冷机的工作原理则与热机刚好相反，如图6.8 所示，这是一个典型的冷机工作流程示意图：外界对工作物质做A 的功，使工作物质从低温热源吸取较小的热量Q2，并向高温热源排出较大的热量Q1，且根据能量守恒定律有Q1=Q2+A。形象地看，我们也可以把冷机比作一台电冰箱，其工作过程也可以通俗地描述为：一台电冰箱耗了A 的电，使制冷机从冰箱内吸收Q2的热量，并把所吸收的热量Q2以及消耗的电能A 一起通过冷凝器排到电冰箱周围的环境中，其总排放量为Q1。显然，电冰箱的工作效率可以描述为：“用了多少电A，吸了多少热Q2”，也就是冷机工作效率，其数学表达式为：
从冷机的工作流程我们可以看出：耗电量的高低，与冰箱的制冷效果并没有直接关系；理想的情况下，冰箱只需要消耗很少的电，就可以达到较好的制冷效果。一般来讲，环境温度与目标制冷温度越接近，电冰箱的制冷效率也越高。另一方面，由于电冰箱向环境中排放的热量是大于其吸收的热量的，所以在炎热的夏天，我们企图打开电冰箱来给房间降温的想法也是完全不可能实现的。
图6.8 冷机工作流程示意图
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