Una máquina de Carnot es perfecta, es decir, convierte la máxima energía térmica posible en trabajo mecánico. Carnot demostró que la eficiencia máxima de cualquier máquina depende de la diferencia entre las temperaturas máxima y mínima alcanzadas durante un ciclo. Cuanto mayor es esa diferencia, más eficiente es la máquina.
El ciclo se compone de 4 fases:
A>B: Compresión a temperatura constante: Durante esta parte del ciclo se hace trabajo sobre el gas, pero como la temperatura permanece constante, la energía interna del gas no cambia y por tanto ese trabajo es absorbido en forma de calor por la fuente Tf.
B>C: Durante esta etapa no hay intercambio de calor, por eso se llama compresión adiabática, y se realiza un trabajo sobre el gas todo el cual se convierte en energía interna del gas.
C>D: Expansión a temperatura constante: El volumen del gas aumenta produciendo un trabajo sobre el pistón que se transfiere al movimiento circular. La temperatura del gas permanece constante durante esta parte del ciclo, por tanto no cambia su energía interna y todo el calor absorbido de T2 se convierte en trabajo.
D>A: El gas se expande sin intercambio de calor.
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