Siklus panas Carnot, lebih tepat disebut siklus Carnot, adalah siklus termodinamika ideal yang digunakan untuk menentukan efisiensi maksimum yang mungkin untuk mesin panas yang beroperasi antara dua suhu tertentu. Ini digunakan untuk tujuan teoretis, tetapi tidak dapat benar-benar beroperasi dalam sistem fisik. Meskipun, secara teori, sebuah mesin dapat dibangun beroperasi mendekati efisiensi maksimum, perpindahan panas dalam siklus terlalu lambat untuk menjadi sistem yang praktis. Nilai utama dari siklus Carnot terletak pada penetapan efisiensi maksimum untuk jenis mesin kalor lainnya.
Dua asumsi dibuat dalam membangun siklus panas Carnot, untuk memberikan efisiensi maksimum yang mungkin — semua proses dapat dibalik, dan tidak ada perubahan entropi. Proses reversibel adalah proses yang dapat dikembalikan ke keadaan semula tanpa kehilangan energi. Entropi adalah jumlah energi dalam suatu sistem yang tidak tersedia untuk melakukan kerja. Menurut hukum kedua termodinamika, jumlah entropi dalam suatu sistem harus meningkat atau tetap sama ketika suatu proses terjadi. Tak satu pun dari asumsi ini dapat dipenuhi dalam kondisi alami, tetapi mereka berguna dalam menentukan efisiensi maksimum.
Empat proses berulang dalam siklus panas Carnot. Yang pertama adalah ekspansi isotermal. ‘Isotermal’ berarti bahwa suhu tetap sama selama proses berlangsung. Volume meningkat dan tekanan berkurang selama ini, dan energi ditambahkan ke sistem.
Proses selanjutnya dikenal sebagai ekspansi adiabatik. Dalam proses adiabatik, tidak ada panas yang diperoleh atau hilang oleh sistem. Perubahan suhu terjadi karena adanya perubahan tekanan dan volume. Untuk langkah khusus ini, tekanan diturunkan, dan volume dinaikkan, untuk menurunkan suhu.
Ketiga adalah kompresi isotermal. Tekanan meningkat dan volume berkurang selama proses ini, dan energi dikeluarkan dari sistem. Akhirnya, kompresi adiabatik dilakukan untuk mengembalikan sistem ke keadaan semula. Tekanan diperbesar dan volume diperkecil untuk menaikkan suhu.
Karena asumsi bahwa tidak ada perubahan entropi selama siklus Carnot, itu dapat dilakukan tanpa henti dan mempertahankan jumlah energi yang sama setiap kali kembali ke keadaan semula. Namun, masih ada beberapa entropi bahkan dalam sistem yang ideal ini, yang berarti tidak dapat 100% efisien. Efisiensi sebenarnya dari siklus panas Carnot dapat dihitung menggunakan suhu maksimum dan minimumnya, pada skala suhu absolut atau Kelvin (K). Dalam persamaan ini, suhu minimum dikurangi dari maksimum, dan angka ini kemudian dibagi dengan suhu maksimum.