Es imposible idear un dispositivo de funcionamiento cíclico que no produzca ningún efecto más que la extracción de calor de un solo depósito y el rendimiento de una cantidad equivalente de trabajo.
Esto significa que cualquier motor de calor, que convierta el calor en trabajo, siempre perderá parte del calor como calor residual. La eficiencia de un motor térmico se define como la relación entre la salida de trabajo a la entrada de calor. La máxima eficiencia teórica de un motor térmico, conocido como eficiencia de carnot, está determinada por las temperaturas de los depósitos de frío y frío:
CARNOT Eficiencia =1 - (t_cold / t_hot)
Dónde:
* t_cold es la temperatura del depósito frío en Kelvin.
* t_hot es la temperatura del depósito caliente en Kelvin.
Dado que la temperatura del depósito de frío nunca puede ser cero absoluto (0 Kelvin), la eficiencia de Carnot siempre será inferior a 1, lo que significa que siempre se perderá calor.
Por lo tanto, es fundamentalmente imposible convertir todo el calor en energía mecánica con un 100% de eficiencia.