Потому что источник энергии топлива - соединение при его горении атомов в молекулы
Потому что горение - это химическая реакция. Дополнительная энергия высвобождается за счет разрыва атомных связей. Часть ее идет на нагрев рабочего тела, часть - на полезную работу.