1824年

卡诺循环和卡诺定理提出

19世纪初，第一次工业革命在欧洲逐步兴起，蒸汽机的运用使得欧洲日益工业化，极大地促进了人类文明的进程。但是，人们虽然知道怎样制造和使用蒸汽机，却对蒸汽机相关的热学理论了解不多。由于蒸汽机的效率始终很低，人们迫切想知道：如何才能提高蒸汽机的效率？蒸汽机的最大效率是多少？是否可以通过改变工作物质来提高蒸汽机的效率？

1824年，法国物理学家、工程师卡诺创造性地设计了一个理想的卡诺循环实验。他想象一种可逆的循环热机在两个温度之间运转，包含可逆等温膨胀、可逆绝热膨胀、可逆等温压缩和可逆绝热压缩四个过程。工作物质使热量从高温热源流向低温热源，同时对外做功。在实际应用中，工作物质可以是任何能传热并能大幅膨胀的流体，例如水蒸气、酒精蒸汽。而对外做功可以通过推动活塞运动实现。

整个循环过程既没有摩擦损耗，也没有热损失。经过一番推理计算，他发现：

1.在相同的高温热源和相同的低温热源之间工作的一切可逆热机，其效率都相等，与工作物质无关，与可逆循环的种类也无关。可逆热机的效率正比于高温与低温热源的温差。

2.在相同的高温热源和相同的低温热源之间工作的一切不可逆热机，其效率都小于可逆热机的效率。

在现实生活中，能量损耗不可避免，因此可逆卡诺循环只是一种理想实验，是不可能实现的。然而，可逆卡诺循环代表了一种逻辑推理方法，这种方法的优点是：不受实物限制，且具有最广泛的适用性。很多物理学家如爱因斯坦等，常用这种理想实验来研究最艰深的问题。