موتور گرمایی کارنو

موتور گرمایی کارنو ( به انگلیسی: Carnot heat engine ) موتوری است که در فرایند برگشت پذیر چرخه کارنو کار کند. طرحهای نخستین از این موتور نخست توسط نیکولا سعدی کارنو در سال ۱۸۲۴ مطرح و توسعه یافت. نگاره این موتور توسط بنویت پال امیل کلاپیرون در سال ۱۸۳۴ کشیده گشت و محسبات ریاضیاتی با توجه به مفهوم تشکیل آنتروپی در سال ۱۸۵۷ توسط رودلف کلاوزیوس انجام گشت.
هر سامانه ترمودینامیکی در حالت خاصی قرار دارد. چرخه ترمودینامیکی زمانی پدید می آید که که حالت ترمودینامیکی سامانه یک یا چندین بار تغیر کند ولی در انتها به حالت نخست بازگردد؛ که در انواعی از چرخه ها می تواند به محیط کار تحویل دهد مانند ماشین گرمایی. "ماشین کارنو" به معنی ماشین برگشت پذیری که فقط بین دو منبع عمل میکند است. .
بازدهٔ ماشین گرمایی از این فرمول به دست می آید
در ماشین گرمایی کارنو می توان نوشت
فرمول زیر هم برای بازده ماشین کارنو مورد استفاده قرار می گیرد:
هرچه اختلاف دمای منبع سرد و گرم بیشتر باشد بازده ماشین بیشتر است.
یک ماشین گرمایی بازده ای بیشتر از ماشین کارنو ندارد. یعنی ساخت ماشینی که در دمای ۳۰۰ و ۶۰۰ درجه کلوین بازدهٔ ۷۰ درصدی داشته باشد غیرممکن است. ماشین گرمایی ای که بین دمای ۳۰۰ و ۶۰۰ کلوین کار کند حداکثر بازدهٔ ۵۰ درصدی دارد.
برای اینکه ماشین کارنویی بازده صدرصد داشته باشد باید Tc صفر باشد . چون طبیعت برای ما منبعی با دمای صفر مطلق فراهم نمی آورد ، رسیدن به یک ماشین حرارتی با بازده صدرصد عملا غیر ممکن است.