Принципы работы идеальной тепловой машины основаны на цикле Карно: 34

1. Участок 1–2: газ получает от нагревателя количество теплоты и изотермически расширяется при температуре нагревателя. 3
2. Участок 2–3: газ адиабатически расширяется, температура снижается до температуры холодильника. 3
3. Участок 3–4: газ экзотермически сжимается, при этом он отдаёт холодильнику количество теплоты. 3
4. Участок 4–1: газ сжимается адиабатически до тех пор, пока его температура не повысится. 3

В идеальной тепловой машине отсутствуют потери на теплопроводность, трение и другие необратимые потери. 2 Термодинамический процесс должен протекать настолько медленно, чтобы его можно было рассматривать как последовательный переход от одного равновесного состояния к другому. 2 Также предполагается, что этот процесс является обратимым, то есть его можно провести в обратном направлении без изменения совершённой работы и переданного количества теплоты. 2