Как рассуждал Карно

Карно не мог рассуждать о тепловых машинах так, как мы рассуждаем сейчас. Он не мог воспользоваться вторым началом термодинамики, чтобы доказать универсальность коэффициента полезного действия тепловой машины. Второе начало термодинамики еще не было открыто. Так что, с нашей точки зрения, у Карно просто не было средств, чтобы сделать открытие. Карно не использовал закон сохранения энергии (хотя и догадывался о его существовании). Для него не уничтожаем был теплород, работа же возникала при "падении" теплорода с уровня высокой температуры T₁ на уровень низкой температуры T₂. Счастливым образом "незнание" двух законов природы помогло Карно сделать великое открытие, пользуясь неверными представлениями. Карно рассуждал примерно так: пусть коэффициент полезного действия тепловой машины, работающей на обратимом цикле Карно, будет η. Это значит, что, взяв от нагревателя количество "теплорода" Q, машина совершает работу

Взятое количество теплорода (ни капли его не потеряно!) перешло в холодильник.

Если есть другая обратимая машина с коэффициентом полезного действия η^'< η, то для того, чтобы вернуть теплород от холодильника к нагревателю, надо затратить работу

(Та же формула, цикл обратим.) Но а следовательно, А^'<А. Так с помощью двух тепловых машин мы могли бы совершить чудо: получить без всяких затрат работу А-А^'>0, так как весь теплород вернулся в свое исходное место в нагревателе. Это и привело Карно к заключению о смысле к. п. д.

Очевидно, что обратное предположение η^'> η, т. е. если есть цикл еще более эффективный, чем цикл Карно, приводит к такому же противоречию. Так, исходя из неверной гипотезы о сохранении теплорода, Карно пришел к правильному выводу.