每当移动高温和低温热源的温度时，P-V图和T-S图以及卡诺效率就会实时更新。您可以目睹等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩和绝热压缩如何连接，并理解它们的关系。
红色: 等温膨胀(1→2)、橙色: 绝热膨胀(2→3)、蓝色: 等温压缩(3→4)、绿色: 绝热压缩(4→1)
理论上不可能。完全的可逆过程需要无限缓慢的运动，有限时间内功率（功率）为零。"最大效率"和"最大功率"无法同时实现。实用上，最大功率点的有限时间卡诺效率 \(\eta_{MP} = 1-\sqrt{T_C/T_H}\) 更有参考价值。
奥托循环（汽油发动机）使用定容加热和定容冷却，效率由压缩比 r 决定：η=1-1/r^(γ-1)。兰金循环（蒸汽轮机）利用工作流体的相变（液体↔蒸汽），可以利用较大的温度差。两者的效率都低于卡诺效率。
当 T_C（环境温度）上升时，效率 η = 1-T_C/T_H 下降。全球变暖导致外气温升高，热电设备的冷却效率下降，发电效率下降。同样，核电和火力发电的冷却水温度也上升，受到同样影响。
从公式上看，η = 1-0/T_H = 100% 成立。但根据热力学第三定律，有限操作无法到达绝对零度（0 K）。而且，0 K物体的内部能量最低，从中"提取热"的"冷却"本身就不可能。
卡诺循环模拟器的物理模型以理想气体为工作流体，设想在高温热源 \(T_H\) 和低温热源 \(T_L\) 之间运行的可逆热机。该循环由4个过程组成。首先过程1-2是在高温热源 \(T_H\) 处的等温膨胀，气体吸收热量 \(Q_H = nRT_H \ln(V_2/V_1)\)。接下来过程2-3是绝热膨胀，温度从 \(T_H\) 降至 \(T_L\)，内部能的减少转换为功。过程3-4是在低温热源 \(T_L\) 处的等温压缩，气体释放热量 \(Q_L = nRT_L \ln(V_3/V_4)\)。最后过程4-1是绝热压缩，温度从 \(T_L\) 上升到 \(T_H\)。该循环的热效率由 \(\eta = 1 - \frac{T_L}{T_H}\) 给出，这就是著名的卡诺效率。在P-V图上绘制等温线和绝热线相交形成的闭合曲线，其面积对应净功 \(W = Q_H - Q_L\)。在T-S图上，等温过程呈水平线，绝热过程呈竖直线，矩形面积分别表示 \(Q_H\) 和 \(Q_L\)。通过实时联动这些图表，可以直观理解各过程对效率的影响。
工业中的实际使用案例
汽车行业在发动机开发中利用本模拟器评估汽油发动机的理论热效率。例如，丰田的Dynamic Force发动机和马自达的SKYACTIV-X在与卡诺效率比较的同时，分析实际燃烧循环的限制。此外，火力发电厂的蒸汽轮机设计（如三菱重工）通过调节高温热源（锅炉）和低温热源（冷凝器）的温度差，分析兰金循环与卡诺循环的偏差，用于提高设备热效率。
研究和教育中的应用
在大学热力学课程中，学生可以使用卡诺循环模拟器通过滑块改变高温和低温热源的温度，实时观察P-V图和T-S图的变形。这使得等温膨胀、绝热压缩等4个过程的联动性和可逆过程的理想性能被直观理解。东京工业大学和东北大学的机械工程系将"改变热源温度时的效率变化"作为练习题让学生提交报告，该工具已成为抽象概念可视化的标准工具。
与CAE分析的关联和在实务中的定位
本模拟器被定位为使用ANSYS Fluent和STAR-CCM+等专业CAE工具进行热流体分析的前期阶段。在实务中，首先用卡诺循环模拟器掌握理论限界效率，然后进行考虑实际发动机形状和冷却损失的CFD分析。这使得"理论与现实的差距"能被定量评估，大幅缩短设计参数初期探索和概念研究的时间。特别在热交换器设计和废热回收系统开发中，被直接应用于热源温度的最优化。
人们常误以为"升高高温热源温度就必然提高效率"，但实际上与低温热源的温度比才是关键，单纯极端升高高温会导致材料限界和不可逆损失增加，无法按理论效率实现。此外，"P-V图面积就是功量"易被误解，但对卡诺循环而言，应理解为等温膨胀、压缩与绝热膨胀、压缩4过程净功的面积，必须结合T-S图确认热的出入，否则会误解热效率的本质。而且，"理想气体的任何条件都能达到卡诺效率"的想法也是错的。实际发动机由于摩擦、热损失和工作流体的非理想性而产生不可逆过程，无法达到理论效率。这一点需要充分认识。
条件：Th=800K、Tc=300K、Qh=400kJ时，卡诺效率η=1-(300/800)=0.625(62.5%)。释放热量Qc=400×(300/800)=150kJ。净功W=400-150=250kJ。作为柴油发动机的理论上限值，实机由于压缩点火时的不完全燃烧降至50～55%。T-S图呈矩形，上边（等温吸热）和下边（等温放热）清晰表明热的授受。