im einfachsten Fall ein Prozeß, in dem ein thermodynamisches System, das durch die Variablen Druck p, Volumen V und die thermische Variable ϑ über eine Isotherme (1), eine Adiabate (2), eine Isotherme (3) und eine Adiabate (4) reversibel in den Ausgangszustand zurückgeführt wird.

Unter einem reversiblen (umkehrbaren, quasistatischen) Übergang versteht man einen „unendlich langsamen“ Übergang als Folge von (nahezu) Gleichgewichtszuständen.

Auf (1) werde dem System die Wärmemenge Q₁ zugeführt, und auf (3) gebe das System die Wärmemenge Q₂ ab. Während des Kreisprozesses möge das System die Arbeit W leisten. Nach dem Energieerhaltungssatz der Thermodynamik ändert sich U nicht. Daher gilt W = Q₁ − Q₂. Der Wirkungsgrad dieser sog. Carnotschen Wärmekraftmaschine η wird durch

\begin{eqnarray}\frac{{\rm{geleistete\,Arbeit}}}{{\rm{zugef\ddot{u}hrte\,W\ddot{a}rme}}}\end{eqnarray}

definiert und ist gleich 1 − Q₂/Q₁. Für solche Maschinen gilt der Carnotsche Satz, daß der Wirkungsgrad unabhängig vom Arbeitsstoff ist und allein durch die beiden Werte der thermischen Variablen („Temperatur“) ϑ₁ und ϑ₂ bestimmt wird, zu denen Wärme ausgetauscht wird. Ferner ergibt sich

\begin{eqnarray}\frac{{Q}_{1}}{{Q}_{2}}=\frac{\phi ({\vartheta }_{1})}{\phi ({\vartheta }_{2})}.\end{eqnarray}

Mit T = φ(ϑ) wird die absolute Temperatur eingeführt.