Tussen alle sikliese termodinamiese prosesse het die Carnot-siklus 'n spesiale teoretiese betekenis en praktiese toepassing. Dikwels word dit onoortreflik, groot, ideaal, ens genoem. En vir baie lyk dit oor die algemeen na iets geheimsinnigs en onverstaanbaars. As al die aksente egter korrek geplaas is, sal al die eenvoud, genialiteit en skoonheid van hierdie uitvinding, wat deur die Franse wetenskaplike en ingenieur Sadi Carnot ontdek is, onmiddellik oopmaak. En dit sal duidelik word dat daar niks bonatuurliks is in die proses wat hy voorgestel het nie, maar slegs die doeltreffendste gebruik van sommige natuurwette.
So wat is die beroemde en geheimsinnige Carnot-siklus regtig? Dit kan gedefinieer word as 'n kwasi-statiese proses wat gebaseer is op die bring van 'n termodinamiese stelsel in termiese kontak met 'n paar termostatiese tenks met konstante en stabiele temperatuurwaardes. Waarindaar word aanvaar dat die temperatuur van die eerste (verwarmer) dié van die tweede (yskas) oorskry. Die Carnot-siklus bestaan uit die feit dat eers 'n termodinamiese stelsel, wat aanvanklik 'n sekere termiese waarde het, met 'n verwarmer in aanraking kom. Dan, deur 'n oneindig stadige afname in druk, word 'n kwasi-statiese uitsetting daarin veroorsaak, gepaardgaande met die ontlening van hitte van die verwarmer en weerstand teen eksterne druk.
Daarna word die stelsel geïsoleer, wat weer 'n kwasi-statiese adiabatiese uitbreiding daarin veroorsaak totdat sy temperatuur dié van die yskas bereik. Met hierdie tipe uitsetting word 'n sekere werk van weerstand teen eksterne druk ook deur die termodinamiese stelsel verrig. In hierdie toestand word die stelsel met die yskas in aanraking gebring, en deur voortdurend die druk te verhoog, word dit tot 'n sekere punt saamgepers, waardeur dit dan die termiese energie wat van die verwarmer geleen is, ten volle na die tweede reservoir oorgedra word. Die Carnot-siklus is uniek deurdat dit nie met enige hitteverlies gepaard gaan nie. Teoreties kan so 'n skema 'n ewigdurende bewegingsmasjien genoem word. Dit is omdat die termiese doeltreffendheid van die Carnot-siklus, slegs afhangend van die temperature van die tenkpaar, altyd die hoogste moontlik sal wees. Niemand het egter nog daarin geslaag om 'n masjien te skep waarvan die termiese doeltreffendheid dertig persent sal oorskry van dié wat toegelaat word deur die sikliese proses van Sadi Carnot nie.
En hierdie proses word ideaal genoem omdat ditbaie beter as ander siklusse in staat is om hitte in nuttige werk om te sit. Aan die ander kant, as gevolg van die probleme om isotermiese prosesse te organiseer en uit te voer, is die toepassing daarvan in regte enjins uiters moeilik. Vir maksimum hitte-oordragdoeltreffendheid moet so 'n masjien heeltemal geïsoleer wees van die eksterne omgewing, wat in werklikheid amper onmoontlik is.
Die omgekeerde Carnot-siklus lê onder die werkingsbeginsel van 'n hittepomp, wat, anders as 'n yskas, soveel energie as moontlik aan een of ander warm voorwerp, soos 'n verhittingstelsel, moet gee. Van die hitte word van die omgewing geleen, wat 'n laer temperatuur het, die res van die vereiste energie word vrygestel tydens die uitvoering van meganiese werk, soos 'n kompressor.
