Quando os cientistas estudam motores térmicos, eles apresentam idéias para motores que na verdade não podem ser construídos. Estes são chamados de motores ou ciclos ideais. Motores de calor reais são freqüentemente confundidos com os motores ou ciclos ideais que eles tentam imitar.
Normalmente, ao descrever o dispositivo físico, o termo "motor" é usado. Ao descrever o ideal, o termo 'ciclo' é usado.
Poder-se-ia dizer que o ciclo termodinâmico é um caso ideal do motor mecânico. Poder-se-ia igualmente dizer que o modelo não se ajusta perfeitamente ao motor mecânico. Entretanto, muitos benefícios são obtidos com os modelos simplificados, e casos ideais que eles podem representar.
Em termos gerais, quanto maior a diferença de temperatura entre a fonte quente e a pia fria, mais eficiente será o ciclo ou o motor. Na Terra, o lado frio de qualquer motor térmico está limitado à temperatura do ar do local onde o motor está.
A maioria dos esforços para melhorar a eficiência dos motores de calor vai para aumentar a temperatura da fonte de calor, mas a temperaturas muito altas o metal do motor começa a amolecer.
A eficiência de vários motores térmicos propostos ou utilizados atualmente varia de 3% (97% de calor desperdiçado) para a proposta de energia oceânica OTEC até 25% para a maioria dos motores automotivos, até 45% para uma usina de carvão supercrítico, até cerca de 60% para uma turbina a gás de ciclo combinado resfriada a vapor. Todos estes processos ganham sua eficiência (ou falta dela) devido à queda de temperatura que os atravessa.
O menos eficiente, OTEC, usa a diferença de temperatura da água do oceano na superfície e da água do oceano das profundidades, uma pequena diferença de talvez 25 graus Celsius, e por isso a eficiência deve ser baixa.
A mais eficiente, a turbina a gás de ciclo combinado queima o gás natural para aquecer o ar a quase 1530 graus Celsius, uma grande diferença de temperatura de 1500 graus Celsius, e por isso a eficiência pode ser muito grande quando o ciclo de resfriamento a vapor é adicionado.
