Принцип работы идеального теплового двигателя заключается в том, что рабочим телом в нём служит идеальный газ, и вся полученная газом энергия превращается в работу. 2

Цикл работы идеального теплового двигателя Карно (по данным французского учёного Сади Карно): 25

1. Участок 1–2: газ получает от нагревателя количество теплоты и изотермически расширяется при температуре Т1. 5
2. Участок 2–3: газ адиабатически расширяется, температура снижается до температуры холодильника Т2. 5
3. Участок 3–4: газ экзотермически сжимается, при этом он отдаёт холодильнику количество теплоты Q2. 5
4. Участок 4–1: газ сжимается адиабатически до тех пор, пока его температура не повысится до температуры нагревателя Т1. 5

Поскольку двигатель Карно — машина теоретическая, то есть идеальная, силы трения между поршнем и цилиндром и тепловые потери считаются равными нулю. 5