Можно ли внутреннюю энергию топлива целиком превратить в механическую?…

Нет. Нельзя исключить теплообмен с узлами и деталями двигателя, с окружающей средой. Кроме того, выхлопные газы имеют высокую температуру. Во время такта «рабочий ход " температура не повышается, а понижается, поршень из ВМТ перемещается в НМТ, происходит расширение продуктов сгорания топлива, и, как следствие, падение давления и температуры. Топливо в камере сгорания воспламеняется, поэтому возрастают температура и давление.