Сред всички циклични термодинамичнипроцеси с особено теоретично значение и практическо приложение е цикълът на Карно. Често го наричат ненадминат, велик, идеален и пр. И за мнозина той като цяло изглежда нещо загадъчно и неразбираемо. Ако обаче всички акценти са правилно зададени, тогава цялата простота, гениалност и красота на това изобретение, открита от френския учен и инженер Сади Карно, веднага ще се отвори. И ще стане ясно, че в процеса, който той предложи, няма нищо свръхестествено, а има само най-ефективното използване на определени закони на природата.
И така, какво всъщност еИзвестният и мистериозен цикъл на Карно? Той може да бъде определен като квазистатичен процес, основан на привеждане на термодинамичната система в термичен контакт с двойка термостатни резервоари с постоянни и стабилни стойности на температурата. Приема се, че температурата на първия (нагревател) надвишава температурата на втория (хладилник). Цикълът на Карно се състои в това, че в началото термодинамичната система, която първоначално има определена топлинна стойност, влиза в контакт с нагревателя. Тогава чрез безкрайно бавно намаляване на налягането в него се причинява квазистатично разширение, придружено от заемане на топлина от нагревателя и устойчивост на външно налягане.
След това системата се изолира, което отновопредизвиква в него квазистатично разширение по протежение на адиабат, докато температурата му достигне подобни показатели на хладилника. С този тип разширение термодинамичната система извършва и известна работа на устойчивост на външно налягане. В това състояние системата се привежда в контакт с хладилника и чрез непрекъснато увеличаване на налягането се компресира до определена точка, в резултат на което след това напълно прехвърля във втория резервоар топлинната енергия, заета от нагревателя. Цикълът на Карно е уникален по това, че не е придружен от загуба на топлина. Теоретично такава схема може да се нарече вечна машина за движение. Това е всичко, защото топлинната ефективност на цикъла на Carnot, която зависи единствено от температурата на чифт резервоари, винаги ще бъде максимално възможна. Досега обаче никой не е успял да създаде машина, чиято топлинна ефективност би надвишила тридесет процента от разрешената от цикличния процес Сади Карно.
И този процес се нарича идеален, защото тоймного по-добре от другите цикли е в състояние да превърне топлината в полезна работа. От друга страна, поради трудности при организирането и провеждането на изотермични процеси, използването му в реални двигатели е изключително трудно. За максимална ефективност на пренос на топлина такава машина трябва да бъде напълно изолирана от външната среда, което на практика е невъзможно.
Обратният цикъл на Карно е в основата на принципадействието на термопомпата, която за разлика от чилъра трябва да дава възможно най-много енергия на всеки горещ предмет, като отоплителна система. Част от топлината се заема от среда с по-ниска температура, останалата част от необходимата енергия се отделя при извършване на механични работи, като компресор.
