Niestety nie cała ilość ciepła uzykanego w wyniku spalania paliwa jest zamieniana na pracę mechaniczną. Zależnie od typu silnika i jego sprawności na pracę mechaniczą zostaje zamienione zaledwie od 25 do 40 procent uzyskanego ciepła. Aby ocenić co dzieje się z pozostałymi 60-75 procentami ciepła sporządza się tzw. bilans cieplny. W bilansie cieplnym dostarczone ciepło dzielimy na dwie grupy: ciepło zamienione na pracę machaniczną i ciepło przypadające na straty. Na straty ciepła przypadają przede wszystkim:
- Qch – straty chłodzenia – ilość ciepła odprowadzonego do czynnika chłodzącego
- Qw – strata wylotowa – ilość ciepła odprowadzonego ze spalinami
- Qns – strata spalania – ilość ciepła straconego na wskutek niezupełnego spalania
- Qot – tzw. reszta blinansu, obejmująca nieuchwytne straty ciepła odprowadzonego do otoczenia
Matematycznie bilans cieplny silnika można zapisać w postaci równania:
- Q1 – jest to całkowita ilość ciepła doprowadzonego do silnika
- Qe – jest to ilość ciepła zamienionego na pracę użyteczną
W sposób graficzny bilans cieplny przedstawia się w postaci tzw. wykresu Sankeya:
