Il est impossible de concevoir un dispositif de fonctionnement cyclique qui ne produit aucun effet autre que l'extraction de la chaleur à partir d'un seul réservoir et les performances d'une quantité équivalente de travail.
Cela signifie que tout moteur de chaleur, qui convertit la chaleur en travail, perdra toujours une partie de la chaleur sous forme de chaleur déchet. L'efficacité d'un moteur thermique est définie comme le rapport de sortie de travail à l'entrée thermique. L'efficacité théorique maximale d'un moteur thermique, connu sous le nom d'efficacité de carnot, est déterminée par les températures des réservoirs chauds et froids:
carnot efficacité =1 - (t_cold / t_hot)
Où:
* t_cold est la température du réservoir froid à Kelvin.
* t_hot est la température du réservoir chaud à Kelvin.
Étant donné que la température du réservoir froid ne peut jamais être absolue nulle (0 Kelvin), l'efficacité de la carnot sera toujours inférieure à 1, ce qui signifie que certaines chaleur seront toujours perdues.
Par conséquent, il est fondamentalement impossible de convertir toute la chaleur en énergie mécanique avec une efficacité à 100%.
