Συμπέρασμα:

Η μηχανή Carnot είναι μια αντιστρεπτή μηχανή, στην οποία όλη η προσφερόμενη θερμότητα Qυ προέρχεται από μια θερμή δεξαμενή θερμοκρασίας Tυ, και όλη η θερμότητα που αποβάλλεται Qx πηγαίνει στην ψυχρή δεξαμενή θερμοκρασίας Τx.

Το παραγόμενο έργο από τη μηχανή είναι W = Qυ - Qx.

Η αρχή του Carnot, που συνεπάγεται ότι όλες οι αντιστρεπτές θερμικές μηχανές θα έχουν την ίδια απόδοση, οδηγεί στο συμπέρασμα ότι η απόδοση τους θα εξαρτάται μόνο από τις θερμοκρασίες της θερμής και ψυχρής δεξαμενής που χρησιμοποιούν.

Και μια και είδαμε ότι η απόδοση μιας θερμικής μηχανής είναι: [pic], συμπεραίνουμε ότι ο λόγος [pic] θα εξαρτάται μόνο από τις θερμοκρασίες των δεξαμενών. Αποδεικνύεται ότι: [pic] (11) όπου οι θερμοκρασίες Tx και Tυ εκφράζονται σε Kelvin. Συνεπώς, η απόδοση μιας μηχανής Carnot δίδεται από τη σχέση: [pic] (12) και είναι η μέγιστη απόδοση που μπορεί να έχει οποιαδήποτε πραγματική θερμική μηχανή η οποία λειτουργεί μεταξύ των θερμοκρασιών Τx και Tυ.

Από τη σχέση (12) είναι προφανές ότι σε κανονικές θερμοκρασίες μια απόδοση 100% είναι αδύνατη*.

Μόνο αν η θερμοκρασία της ψυχρής δεξαμενής Τx ήταν το απόλυτο μηδέν, κάτι τέτοιο θα ήταν δυνατό. Αλλά πρακτικά και θεωρητικά η επίτευξη θερμοκρασίας ίσης προς το απόλυτο μηδέν είναι αδύνατη σε δεξαμενή. Συνεπώς, μπορούμε να επαναδιατυπώσουμε το δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής ως εξής:

2ος Νόμος της θερμοδυναμικής: διατύπωση Kelvin-Planck: Δεν είναι δυνατή η κατασκευή θερμικής μηχανής η οποία να μετατρέπει ένα ποσό θερμότητας εξ ολοκλήρου σε έργο.

Εικ. 1.45

Ας υποθέσουμε ότι ο δεύτερος νόμος δεν ισχύει, οπότε θα ήταν δυνατή η κατασκευή μιας τέτοιας τέλειας μηχανής, όπως αυτή παραστατικά παρουσιάζεται στην Εικ. 1.45. Θα μπορούσαν τότε να συμβούν μερικά περίεργα πράγματα. Για παράδειγμα, αν η μηχανή ενός πλοίου δε χρειαζόταν μια δεξαμενή χαμηλής θερμοκρασίας, για να αποβάλλει θερμότητα σ' αυτήν, το πλοίο θα μπορούσε να ταξιδεύει συνεχώς, χρησιμοποιώντας τα τεράστια αποθέματα εσωτερικής ενέργειας του νερού των ωκεανών. Στην περίπτωση αυτή δε θα είχαμε καθόλου ανάγκη καυσίμων.

* Αυτό αποτελεί έναν άλλο νόμο, γνωστό ως τρίτο νόμο της θερμοδυναμικής.