卡諾熱機是一種在卡諾循環上運行的熱機。 該發動機的基本模型由 Nicolas Léonard Sadi Carnot 于 1824 年開發。Beno?t Paul émile Clapeyron 于 1834 年對卡諾發動機模型進行了圖形擴展，并于 1857 年由 Rudolf Clausius 進行了數學探索，這些工作導致了熵的基本熱力學概念。 卡諾發動機是理論上可行的最高效的熱機。 效率僅取決于它在其間運行的冷熱儲熱器的xxx溫度。

熱機的作用是將能量從溫暖的區域轉移到寒冷的空間區域，并在此過程中將部分能量轉化為機械功。 循環也可以逆轉。 該系統可能會受到外力的作用，并且在此過程中，它可以將熱能從較冷的系統傳遞到較熱的系統，從而充當制冷機或熱泵而不是熱機。

每個熱力學系統都存在于特定狀態。 當一個系統經歷一系列不同的狀態，并最終回到其初始狀態時，就會發生熱力學循環。 在經歷這個循環的過程中，系統可能會對周圍環境做功，從而充當熱機。

在相鄰的圖表中，來自卡諾 1824 年的作品《對火的動力的思考》，有兩個物體 A 和 B，每個物體都保持恒定溫度，A 的溫度高于 B。這兩個物體到 我們可以給它，或者我們可以從中帶走熱量而不引起它們的溫度變化，行使兩個無限熱量庫的功能。 我們將xxx個稱為熔爐，第二個稱為冰箱。” 卡諾隨后解釋了我們如何通過將一定量的熱量從身體 A 傳送到身體 B 來獲得動力，即“做功”。它還充當冷卻器，因此也可以充當冰箱。

上圖顯示了卡諾在討論他的理想發動機時使用的原始活塞和氣缸圖。 右圖顯示了通用熱機的框圖，例如卡諾發動機。 在圖中，“工作體”（系統）是克勞修斯于 1850 年引入的術語，可以是任何流體或蒸氣體，通過它可以引入或傳遞熱量 Q 以產生功。 卡諾假設流體可以是任何能夠膨脹的物質，例如水蒸氣、酒精蒸氣、汞蒸氣、xxx性氣體、空氣等。盡管在那些早年，發動機有多種配置 ，通常 QH 由鍋爐提供，其中水在爐子上煮沸； QC 通常通過位于發動機獨立部分的冷凝器形式的冷流動水流去除。 輸出功 W 由活塞的運動傳遞，因為它用于轉動曲柄臂，而曲柄臂又通常用于為滑輪提供動力，以便將水從被淹沒的鹽礦中抽出。 卡諾將功定義為“舉起一個高度的重量”。

作為熱機的卡諾循環包括以下步驟：

• 氣體在高溫 TH 下的可逆等溫膨脹（等溫熱添加或吸收）。 在此步驟（A 到 B）中，允許氣體膨脹并對周圍環境做功。 氣體（系統）的溫度在這個過程中沒有變化，因此膨脹是等溫的。

• 氣體的等熵（可逆絕熱）膨脹（等熵功輸出）。 對于這一步（B 到 C），假定活塞和氣缸是絕熱的，因此它們既不會獲得也不會失去熱量。 氣體繼續膨脹，對周圍環境做功，并損失等量的內能。 氣體膨脹使其冷卻到低溫 TC。 熵保持不變。
• 氣體在低溫 TC 下的可逆等溫壓縮。 （等溫排熱）（C 到 D）現在氣體暴露在低溫儲層中，而周圍環境通過壓縮氣體（例如通過活塞的返回壓縮）對氣體做功， （在量級上，這與步驟 1 中吸收的熵量相同。熵在等溫壓縮中減少，因為系統的多重性隨體積減小。）在量級上。