Model zamišljenog Carnotovog toplinskog stroja (1824)

Čuveni Carnotov proces, koji se često neprimjereno tumači u srednjoj školi i na mnogim fakultetima, zapravo je nova vrsta motora. Taj je motor svojevremeno trebao zamijeniti parni stroj, ali je razvoj krenuo drugim smjerom. U to doba razni su tipovi toplinskih strojeva, uključujući i parne, uspjepšno radili, a da nitko nije znao teorijski objasniti zašto oni uopće rade. Zato je Francuska akademija znanosti 1793. raspisala natječaj s nagradom onome tko to uspije objasniti, ali bez uspjeha. Na to je pitanje mogao odgovoriti samo budu}i topnički časnik Sadi Carnot, ali je u to vrijeme bio premlad za natjecanje, jer je imao samo dvije godine. Poslije je napisao knjigu o pokretnoj moći vatre s pravim odgovorom: "Gdje god postoji razlika temperature, može se dobiti pokretna moć." Carnot je to i pobliže objasnio pomoću usporedbe s vodenom turbinom, čija je snaga proporcionalna visini vodopada. Tako je kod toplinskih strojeva snaga proporcionalna razlici temperature. Carnotov motor nikada nije napravljen, uglavnom zbog brojnih tehničkih poteškoća. To me|utim ne umanjuje teorijsko značenje Carnotova procesa, koji ima najviši mogući termodinamički stupanj djelovanja, što ujedno znači i najmanju potrošnju goriva. Motor je napunjen zrakom ili nekim drugim plinom, a sastoji se od dva gornja pomoćna i dva donja glavna cilindra. Pomoćni cilindri jednake su, ali suprotne snage, pa se međusobno uravnotežuju. Osim toga oni su toplinski izolirani, pa ne ulaze u račun toplinske bilance. Donji su glavni cilindri vrući i hladni, od kojih je prvi grijan vatrom, a drugi hlađen vodom. Termodinamički princip rada uvijek je u osnovi isti pa se pokretna moć dobiva kao razlika vru}e ekspanzije i hladne kompresije. Ili, drugim riječima: dobiveni rad razlika je između topline dovedene vatrom vrućem cilindru i topline odvedene vodom hladnome cilindru.