La idea de Carnot consistió en crear un ciclo completamente reversible, tanto internamente (ausencia de rozamiento) como externamente.
La base de cilindro puede ponerse en contacto de forma sincronizada con el movimiento del émbolo, con la fuente caliente T2, con una pared adiabática T2, con la pared fría T1 y con la pared adiabática T1.
Por tratarse de un ciclo, la variación de energía interna es nula en el trayecto del ciclo.
Esto es;
Puesto que los procesos 2-3 y 4-1 son adiabáticos, se cumple
La base de cilindro puede ponerse en contacto de forma sincronizada con el movimiento del émbolo, con la fuente caliente T2, con una pared adiabática T2, con la pared fría T1 y con la pared adiabática T1.
(1-2) expansión isotérmica a T2 absorbiendo QHy produciendo trabajo W
(2-3) expansión adiabática produciendo un trabajo W mientras disminuye desde T2 hasta T1
(3-4) compresión isotérmica consumiendo un trabajo W mientras la temperatura T1 se mantiene constante
(4-1) compresión adiabática consumiendo un trabajo W mientras aumenta la temperatura desde T1 hasta T2.
El rendimiento del ciclo de Carnot, se puede evaluar mediante:
Puesto que los procesos 2-3 y 4-1 son adiabáticos, se cumple
De manera que el rendimiento es:
