Di antara semua proses termodinamik kitaran, kitaran Carnot mempunyai kepentingan teori dan aplikasi praktikal yang istimewa. Selalunya ia dipanggil tiada tandingan, hebat, ideal, dan lain-lain. Dan bagi ramai, ia secara amnya seolah-olah sesuatu yang misteri dan tidak dapat difahami. Walau bagaimanapun, jika semua aksen diletakkan dengan betul, maka semua kesederhanaan, genius dan keindahan ciptaan ini, yang ditemui oleh saintis dan jurutera Perancis Sadi Carnot, akan terbuka serta-merta. Dan akan menjadi jelas bahawa tiada apa-apa yang ghaib dalam proses yang dicadangkannya, tetapi hanya penggunaan yang paling berkesan bagi beberapa undang-undang alam.
Jadi apakah sebenarnya kitaran Carnot yang terkenal dan misteri itu? Ia boleh ditakrifkan sebagai proses kuasi-statik berdasarkan membawa sistem termodinamik ke dalam sentuhan terma dengan sepasang tangki termostatik yang mempunyai nilai suhu malar dan stabil. di manadiandaikan bahawa suhu pertama (pemanas) melebihi suhu kedua (peti sejuk). Kitaran Carnot terdiri daripada fakta bahawa pertama sistem termodinamik, pada mulanya mempunyai nilai terma tertentu, bersentuhan dengan pemanas. Kemudian, dengan penurunan tekanan yang sangat perlahan, pengembangan separa statik berlaku di dalamnya, disertai dengan peminjaman haba daripada pemanas dan rintangan kepada tekanan luar.
Selepas itu, sistem diasingkan, yang sekali lagi menyebabkan pengembangan adiabatik separa statik di dalamnya sehingga suhunya mencapai suhu peti sejuk. Dengan jenis pengembangan ini, kerja rintangan tertentu terhadap tekanan luaran juga dilakukan oleh sistem termodinamik. Dalam keadaan ini, sistem disentuh dengan peti sejuk, dan dengan meningkatkan tekanan secara berterusan, ia dimampatkan ke titik tertentu, akibatnya ia kemudiannya memindahkan sepenuhnya tenaga haba yang dipinjam dari pemanas ke takungan kedua. Kitaran Carnot adalah unik kerana ia tidak disertai oleh sebarang kehilangan haba. Secara teorinya, skema sedemikian boleh dipanggil mesin gerakan kekal. Ini kerana kecekapan terma kitaran Carnot, bergantung semata-mata pada suhu pasangan tangki, akan sentiasa setinggi mungkin. Walau bagaimanapun, belum ada sesiapa yang berjaya mencipta mesin yang kecekapan habanya akan melebihi tiga puluh peratus daripada yang dibenarkan oleh proses kitaran Sadi Carnot.
Dan proses ini dipanggil ideal kerana iajauh lebih baik daripada kitaran lain mampu menukar haba kepada kerja yang berguna. Sebaliknya, disebabkan kesukaran dalam mengatur dan menjalankan proses isoterma, aplikasinya dalam enjin sebenar adalah amat sukar. Untuk kecekapan pemindahan haba maksimum, mesin sedemikian mesti diasingkan sepenuhnya daripada persekitaran luaran, yang sebenarnya hampir mustahil.
Kitaran Carnot terbalik mendasari prinsip operasi pam haba, yang, tidak seperti peti sejuk, mesti memberikan tenaga sebanyak mungkin kepada beberapa objek panas, seperti sistem pemanasan. Sebahagian daripada haba dipinjam daripada persekitaran, yang mempunyai suhu yang lebih rendah, selebihnya tenaga yang diperlukan dibebaskan semasa melaksanakan kerja mekanikal, seperti pemampat.
