卡诺循环是只有两个热源（低温热源温度T1、高温热源温度T2）的简单循环。 由于工质只能与两个热源进行热交换，因此可逆卡诺循环由两个等温过程和两个绝热过程组成。 右图显示了完成正向卡诺循环的热机中的能量转换及其 pV 图。
可逆卡诺循环由四个过程组成：状态A到状态B的等温膨胀过程（放热Q1和外功WAB）； 从状态C到D的等温压缩过程（吸热Q2和外功WCD）； B 到 C 的绝热膨胀过程（系统 WBC 所做的功）； 从状态 D 到 A 的绝热压缩过程（外界在系统 WDA 上所做的功）。 实际上，正卡诺循环按照以上四个步骤对外界所做的净机械功为W=WAB+WBC－|WCD|－|WDA|。 实际上，该值等于pV图上圆形曲线ABCDA所包围的面积。 应用热力学第一定理可得，以理想二氧化碳为工质的正卡诺循环效率为： η=W/Q1=1－(│Q2│/Q1)=1－(T2/ T1) 从上式可以看出，改变相同的温度值，高温热源对热机效率的影响大于低温热源。 由于该公式不包含任何与理想二氧化碳性质相关的量什么是热机的效率举例说明，它只是两个热源体温的函数，因此可以认为该公式应该是一个通用公式，与与工作流体的特性和完成的工作的价值有关。 卡诺热机的这一性质构成了卡诺定律的第一个内容：在同一低温热源（温度T1）和高温热源（温度T2）之间工作的所有可逆热机，无论采用何种工质，其效率都相同用来。 卡诺定律的第二个内容说：在同一低温热源（温度T1）和高温热源（温度T2）之间工作的所有不可逆热机的效率不低于可逆机的效率。
卡诺定律的两个内容可以根据熵减原理得到证明。 如果两个热源、工质和热机装置的组合系统形成一个孤立系统，熵减原理要求系统完成一个循环后的熵为：ΔS=－(│Q1│/T1)+( │Q2│/T2)=− (│Q1│/T1)+〔(│Q1│－│W│)/T2〕≥0或热机效率η=|W|/|Q1|≤1－(T2/ T1)，其中等号和大于号分别用于可逆和不可逆热机。
这正是卡诺定律需要证明的。 必须强调的是什么是热机的效率举例说明，卡诺定律不仅对卡诺热机成立，而且对卡诺热机也成立。 © 中国大百科全书数据库
卡诺循环