Полезная работа теплового двигателя может быть меньше работы, совершаемой рабочим веществом при расширении по нескольким причинам:
1. Тепловые потери: В реальных системах всегда есть потери тепла, которые не могут быть полностью использованы для выполнения работы. Часть энергии может быть потеряна в виде теплового излучения, конвекции и проводимости через стенки системы. Эти потери снижают полезную работу двигателя.
2. Фрикционные потери: Во время расширения рабочего вещества внутри двигателя возникают силы трения, которые сопротивляются движению. Фрикционные потери приводят к потере энергии и снижению полезной работы.
3. Несовершенства в процессе расширения: В реальных двигателях расширение рабочего вещества не происходит идеально. Несовершенства, такие как утечки через клапаны или поршневые кольца, неоднородности в расширении и другие факторы, могут привести к потере энергии и уменьшению полезной работы.
Все эти факторы в совокупности приводят к тому, что полезная работа теплового двигателя может быть меньше работы, совершаемой рабочим веществом при расширении. Однако, совершенствование технологий, уменьшение потерь и оптимизация процессов могут помочь увеличить полезную работу в реальных тепловых двигателях.