Tepelný motor je stroj, který přeměňuje část vnitřní energie pracovní látky (vodní pára, palivo) v energii mechanickou. Účinnost těchto motorů je poměrně nízká, protože plyny, které z motorů unikají, mají ještě značnou teplotu. Rozdíl mezi přijatým a odevzdaným teplem je tedy malý, a z toho vyplývá i malá práce, která se získá z vnitřní energie plynu. Nízká účinnost tepelných motorů vyplývá z jejich podstaty a nedá se konstrukčními zásahy pronikavě zlepšit.
Předchůdcem všech tepelných motorů byla Heronova aeolipila (kolem roku 117 před n. l.) podobná Segnerovu kolu. Byla to jen hračka ve tvaru kovové koule, otáčivé kolem svislé osy a opatřené dvěma postranními zahnutými trubičkami. Do koule se osou vháněla pára, nebo se voda v kouli ohřívala. Pára proudila postranními trubičkami a na základě zákona akce a reakce kolo roztáčela. Sloužila především ke vzbuzování bázně boží a neprávem je přisuzována Heronovi, protože ji vynalezl Filon Alexandrijský.
Heronova aeolipila.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Public domain.
O použití práce vodní páry v praxi poprvé uvažoval markýz Edward Sommerset z Worcesteru, který během vězení v Toweru sepsal 100 vynálezů, mezi nimiž nechyběl kouzelný čerpací motor. Po propuštění z vězení v roce 1658 ho sestrojil. Stroj pracoval a chrlil vodu z hloubky 15 m. Markýz získal patent na první stroj pracující s párou v roce 1663 na dobu 99 let. Jenže markýz stroj zvětšoval a zvětšoval až se upracoval a v roce 1667 zemřel.
S myšlenkou využít tlaku plynu vzniklého při výbuchu třeskavé směsi ke konání práce přišli Christian Huygens a Denis Papin, kteří zkonstruovali čerpadlo pro francouzského krále Ludvíka XIV. V roce 1680 Christian Huygens podal první návrh na plynový motor pařížské Academie des Sciences. Přístroj sloužil k zvedání těžkých břemen a Huygens ho sestrojil už v roce 1673. Skládal se z válce s postranními otvory opatřenými záklopkami, v němž přiléhavý píst byl zdvihán nad otvory tlakem plynů vzniklých výbuchem prachové patrony. Spálené plyny unikly otvory ve válci. Vzduch tlačící se dovnitř uzavřel záklopky dřív, než se vyrovnal tlak, takže se přetlakem píst prudce stlačil dolů a zvedl břemeno.
Existuje řada tepelných motorů, které se liší principem činnosti i konstrukcí. Nejdůležitější tepelné motory můžeme rozdělit podle pracovní látky: parní motory (parní stroj, parní turbína); spalovací motory (plynová turbína, zážehový motor čtyřdobý nebo dvoudobý, vznětový motor); reaktivní motory (proudový motor, raketový motor).
