Eficiência do Ciclo de Carnot

Em um ciclo de Carnot, as grandezas conhecidas são a temperatura do reservatório quente, T-h, e a temperatura do reservatório frio, T-c.

O gás ideal absorve calor Q-h durante sua expansão isotérmica em T-h e rejeita o calor Q-c durante sua compressão isotérmica em T-c.

Como a energia interna de um gás ideal depende apenas de sua temperatura, ela permanece constante durante essas duas etapas. Usando a primeira lei da termodinâmica, o calor absorvido pode ser calculado. Enquanto Q-h depende dos volumes do gás antes e depois da expansão, Q-c depende dos volumes do gás antes e depois da contração.

Para os processos adiabáticos no ciclo de Carnot, a relação entre a temperatura e o volume dos gases pode ser usada. As quatro equações podem ser combinadas para relacionar a razão entre o calor trocado e as temperaturas dos reservatórios.

Quando combinado com a expressão da eficiência de uma máquina térmica, implica que a eficiência de um ciclo de Carnot depende apenas das temperaturas T-c e T-h.