A questo ciclo di operazioni, celebre nella storia della Termodinamica, si è dato il nome di ciclo di Carnot. Per mezzo di esso il primo bagno cede al gas una quantità di calore Q, mentre il gas ne restituisce al secondo bagno una quantità minore q. La differenza è l’equivalente del lavoro meccanico totale prodotto nel ciclo, in ragione di 1 caloria per ogni 4,18 joule.
      Si vede da ciò che il primo bagno, la sorgente, a temperatura T ha ceduto la quantità di calore Q, e questa non interamente si è trasformata in lavoro, ma una parte q è rimasta non trasformata e si è dovuta riversare nel refrigerante (bagno a temperatura t).
      Or per una produzione indefinita di lavoro non si può far a meno di ricorrere a processi analoghi, di cui il ciclo di Carnot, come si può dimostrare, è sempre il più vantaggioso. Occorre, cioè, la presenza di due sorgenti a diversa temperatura, perchè il calore si trasformi in lavoro in modo indefinito, e parte del calore che il corpo assorbe alla prima, quella di più alta temperatura, deve essere ceduta alla seconda, quella di temperatura più bassa.
      Adunque il calore può trasformarsi in lavoro solo quando una parte di esso discende da una temperatura più alta a una temperatura più bassa , come l’acqua delle cascate può eseguire lavoro solo scendendo di livello(1). È questo il celebre principio di Carnot-Clausius, la cui portata è vasta almeno quanto quella del principio della conservazione dell’energia, per quanto ciò non possa rendersi evidente in un corso elementare.