熱エネルギーを運動エネルギーへ
バイクのエンジンは、熱エネルギーを運動エネルギーに変えることで動力を得ている。
ガソリンという燃料を燃やすことにより熱エネルギーを発生させて、このエネルギーをタイヤを回転させる運動エネルギーに置き換えているのである。
熱エネルギーを運動エネルギーに変えているものの例えをあげてみると、火にやかんをかけてお湯が沸いた状態のこと。やかんの中の水が沸騰すると、やかんのふたがカタカタと音をたてて持ち上がるようになるが、これは火(燃焼)という熱エネルギーがやかんの中の水を沸騰させることによって水蒸気にかわり、その水蒸気がふたを持ち上げるという運動エネルギーに変わっているのである。
このように熱エネルギーによって運動エネルギーが引き起こされるしくみのことを熱機関という(蒸気も熱エネルギーの一種であり、蒸気によって運動エネルギーが引き起こされることを蒸気機関という)。
熱機関には熱を発生させるための燃焼の場合により、2種類に分類される。
まず、燃焼が最終的には運動エネルギーを発生させるシステムの外部で行われる場合、さっきの例にあるように『やかんの水が沸騰してふたが動く』というのは、やかんの外に火という熱エネルギーがあるため、この場合に相当する。これを外燃機関(外燃機)という。
さらに、燃焼が最終的に運動エネルギーを発生させるシステムの内部で行われる場合、車やバイクなどのほとんどのエンジンは、燃料をエンジンの内部で燃焼させて熱エネルギーを発生させているので、この燃焼方式に相当する。これを内燃機関(内燃機)という。