Теорема Карно: кпд цикла Карно определяется только абсолютными температурами нагревателя и холодильника и не зависит от вещества, совершающего цикл.

Для повышения КПД необходимо увеличивать разность температур нагревателя и холодильника. Например, при Т₁=400 К и Т₂ =300 К  =0,25. Если же температуру нагревателя повысить на 100 К, а температуру холодильника понизить на 50 К, то  =0,5.

Обратный цикл Карно положен в основу действия тепловых насосов. В отличие от холодильных машин тепловые насосы должны как можно больше тепловой энергии отдавать горячему телу, например системе отопления. Часть этой энергии отбирается от окружающей среды с более низкой температурой, а часть получается за счет механической работы, производимой, например, компрессором.

Термодинамическая шкала температур. Оценка КПД необратимых циклических процессов.

Используя теорему Карно, можно установить температурную шкалу, не зависящую от выбора термометрического тела. Из формул (16.16) и (16.6) получаем:

   (16.17)

или

   (16.18)

Откуда

   (16.19)

Итак, используя цикл Карно, отношение двух температур Т₁/Т₂ можно измерить по отношению количества теплоты Q₁, получаемого от нагревателя, к количеству теплоты Q₂, передаваемому холодильнику. Поскольку КПД цикла Карно не зависит от рабочего вещества, совершающего цикл, то и Q₁/Q₂ тоже не зависит от свойств используемого вещества. Следовательно, соотношение (16.19) позволяет установить шкалу температур, не зависящую от выбора термометрического тела. Шкалу температур, установленную с помощью соотношения (16.19), назвали термодинамической, как и температуру, входящую в это соотношение. Термодинамическая шкала температур совпадает с абсолютной шкалой температур, определяемой термометром с идеальным газом.

Оценка КПД необратимых циклических процессов. Нужно отметить, что процессы, происходящие в реальных двигателях, всегда необратимы и осуществить в двигателях цикл Карно невозможно. КПД всякого реального теплового двигателя из-за трения и неизбежных тепловых потерь гораздо меньше вычисленного для цикла Карно.

Поэтому КПД реальных двигателей всегда меньше КПД цикла Карно.

Естественно, что в технике стремятся использовать такие циклы, КПД которых был бы как можно ближе к КПД цикла Карно. Процессы, например, в существующих двигателях внутреннего сгорания, не составляют замкнутого цикла, так как продукты сгорания после их выхлопа и охлаждения не тождественны с исходной рабочей смесью топлива и воздуха. Однако в термодинамике, рассматривая эффективность того или иного двигателя, считают, что происходящие в нем процессы обратимы, а цикл замкнут, т. е. рассматривают некоторый идеализированный цикл двигателя. При этом особенности реальных процессов в двигателе учитывают в виде различных поправок к идеализированному циклу двигателя. В современных двигателях внутреннего сгорания используют следующие три типа циклов с подводом тепла: 1) при постоянном объеме (V = const) - цикл Отто; 2) при постоянном давлении (Р = const) - цикл Дизеля; 3) частично при постоянном объеме, частично при постоянном давлении - цикл Тринклера.