O rendimento desta máquina de Carnot é o máximo de uma máquina térmica que esteja trabalhando entre determinadas temperaturas entre quente e fria. Esse rendimento, no entanto, nunca chega aos 100%.
O rendimento de uma máquina de Carnot em porcentagem é igual à
Sendo que é a temperatura da fonte fria medida em Kelvin, e é a temperatura da fonte quente também medida em Kelvin.
A grande utilidade deste equipamento foi descobrir se uma máquina térmica teria um bom rendimento, analisando desta forma se é viável para uma empresa.
Confira abaixo uma imagem e a explicação do funcionamento desta máquina na prática.
Conforme demonstrado na imagem acima, o gás, partindo de A, realiza uma expansão isotérmica AB, sendo que recebe o calor de Q1. Depois, acontece uma expansão adiabática BC sem ocorrer troca de calor. Com temperatura T2 da fonte fria se verifica a compressão térmica CD. Nesta, há a rejeição do gás da quantidade Q2 que não se transformou em trabalho. DA é a compressão adiabática que se completa sem que haja troca de calor.
Neste experimento, podemos afirmar que:
Além disso, podemos dizer que o rendimento pode ser descrito da seguinte maneira:
Podemos concluir, com esse experimento, que o para o Ciclo de Carnot, o rendimento é uma função exclusiva das temperaturas absolutas de ambas fontes: quentes e frias.
O rendimento máximo para uma máquina térmica é igual à:
E nunca será possível ter T1 = 0 e |T2| > |T1|, portanto é possível determinar que uma máquina térmica nunca poderá ter o rendimento de 1, ou seja, ela nunca será capaz de transformar todo o calor que é fornecido em trabalho.