Der Carnot-Wirkungsgrad $\eta_C$ ist der physikalisch best-mögliche Wirkungsgrad einer idealen Wärmekraftmaschine (WKM). Reale Wärmekraftmaschinen erreichen max. etwa 2/3 von $\eta_C$, da alle realen Prozesse mit Verlusten (z.B. Reibung) behaftet sind. Der Carnot-Wirkungsgrad wird aufgrund der Temperaturen der beiden Wärme-Reservoirs der WKM berechnet.

\[ \eta_C = 1 – \frac{T_K}{T_H} \]

Beachte, dass für $T_H$ und $T_K$ die absoluten Temperaturen in Kelvin eingesetzt werden müssen.

Nicolas Léonard Sadi Carnot (1796 – 1832) war französischer Physiker und Ingenieur. Er gilt als Begründer der Thermodynamik.

Der von ihm gefundene und nach ihm benannte Carnot-Wirkungsgrad ist der ideale Wirkungsgrad, den eine Wärmekraftmaschine (WKM) im theoretisch idealsten Fall erreichen kann. Wie wir wissen, herrscht in sämtlichen realen Maschinen immer etwas Reibung, d.h. der Carnot-Wirkungsgrad gilt als theoretische Obergrenze, die real aber gar nicht erreicht werden kann.

Bei gewöhnlichen Maschinen liegt die theoretische Obergrenze bei 100%. Sie ist begründet durch die Energieerhaltung bzw. durch den Ersten Hauptsatz der Thermodynamik: Es kann nicht mehr Energie die Maschine verlassen, als vorher eingetreten ist. Für Wärmekraftmaschinen ist die theoretische Obergrenze mit dem Carnot-Wirkungsgrad deutlich tiefer.

Der Carnot-Wirkungsgrad ist definiert als durch die WKM die gewonnene (nützliche) Arbeit $W_{out}^{(netto)}$ im Vergleich zur eingesetzten Wärme $Q_{in}$:

\[ \eta_C = \frac{W_{out}^{(netto)}}{Q_{in}}\]