W silniku idealnym wszystkie przebiegające procesy są odwracalne i nie ma strat związanych z niepożądanymi przemianami energii (tarcie, turbulencje).
Można analizować pracę silników rzeczywistych na podstawie działania silnika idealnego.
Idealizacją silnika cieplnego jest silnik pracujący wg cyklu Carnota.
Silnik taki ma największą teoretyczną sprawność w zamianie ciepła na użyteczną pracę. W trakcie każdego cyklu substancja robocza pobiera ze zbiornika cieplnego o stałej temperaturze TG - grzejnika energię (w postaci ciepła) QG i oddaje do zbiornika cieplejszego o stałej, niższej temperaturze TZ - chłodnicy energię QZ.
Zakłada się, że wymiana ciepła miedzy jednym ze zbiorników a substancją roboczą zachodzi tylko podczas przemian izotermicznych.
Cykl Carnota składa się z 4 kolejnych procesów:
- Rozprężania izotermicznego w temperaturze T1.
- Rozprężania adiabatycznego przy zmianie temperatury od T1 do T2.
- Sprężania izotermicznego w temperaturze T2.
- Sprężania adiabatycznego przy zmianie temperatury od T2 do T1.