Идеальная тепловая машина имеет КПД, близкий к теоретическому, благодаря циклу Карно, который является самым эффективным циклом с максимальным КПД. 15

Цикл Карно состоит из двух равновесных изотермических процессов и двух равновесных адиабатических процессов, в качестве рабочего тела используется идеальный газ. 1 Теорема Карно утверждает, что КПД любой тепловой машины не превышает КПД идеальной тепловой машины (машины Карно) между теми же тепловыми резервуарами. 2

КПД идеальной тепловой машины определяется формулой: ηид = 1 - (T2 / T1), где T1 — температура нагревателя, T2 — температура холодильника. 2 Она показывает, что тепловой двигатель тем эффективнее, чем выше температура нагревателя и ниже температура холодильника. 5