原理解释：1、在相同的高温热源和相同的低温热源间工作的一切可逆热机，其效率都相等，与工作物质无关。
2、在相同高温热源与相同低温热源间工作的一切不可逆热机，其效率都不可能大于可逆热机的效率。
卡诺定理：是卡诺于1824 年在卡诺循环基础上提出的一条定理，不仅为我们指明了提高热机效率的途径,更重要的是从它出发可揭示热力学第二定律这一普适规律。同时，逆卡诺循环虽然实际上不能实现，但却为提高制冷机和热泵的完善程度指明了方向，仍具有重要的理论意义。
热力学第二定律内容
热力学第二定律内容如下：
1、热力学第二定律（second law of thermodynamics），热力学基本定律之一，克劳修斯表述为：热量不能自发地从低温物体转移到高温物体。
2、开尔文表述为：不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响。熵增原理：不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零。在自然过程中，一个孤立系统的总混乱度（即“熵”）不会减小。
3、1824年，法国工程师萨迪·卡诺提出了卡诺定理。德国人克劳修斯（Rudolph Clausius）和英国人开尔文（Lord Kelvin）在热力学第一定律建立以后重新审查了卡诺定理，意识到卡诺定理必须依据一个新的定理，即热力学第二定律。
4、由于有热力学第二定律这一物理法则，发动机或者其他把热（系统以温度形式储藏的能量）转化为物理运动（功）的效率都会受到限制。例如，蒸汽机把热蒸汽转化为火车动能从而推动火车前进，但蒸汽机并不能以100%的效率完成这一过程，会有一定量的热能损失在环境中。
卡诺热机的原理
卡诺循环(Carnot cycle) 是只有两个热源（一个高温热源温度T1和一个低温热源温度T2）的简单循环。由于工作物质只能与两个热源交换热量，所以可逆的卡诺循环由两个等温过程和两个绝热过程组成。
卡诺循环包括四个步骤： 等温吸热， 绝热膨胀，等温放热，绝热压缩。即理想气体从状态1（P1，V1，T1）等温吸热到状态2（P2，V2，T2），再从状态2绝热膨胀到状态3（P3，V3，T3），此后，从状态3等温放热到状态4（P4，V4，T4），最后从状态4绝热压缩回到状态1。
扩展资料：
一、卡诺循环效率一致
可以证明，以任何工作物质作卡诺循环，其效率都一致；还可以证明，所有实际循环的效率都低于同样条件下卡诺循环的效率，也就是说，如果高温热源和低温热源的温度确定之后卡诺循环的效率是在它们之间工作的一切热机的最高效率界限。
因此，提高热机的效率，应努力提高高温热源的温度和降低低温热源的温度，低温热源通常是周围环境，降低环境的温度难度大、成本高，是不足取的办法。现代热电厂尽量提高水蒸气的温度，使用过热蒸汽推动汽轮机，正是基于这个道理。
二、卡诺意义
卡诺的研究具有多方面的意义。他的工作为提高热机效率指明了方向；他的结论已经包含了热力学第二定律的基本思想，只是热质观念的阻碍，他未能完全探究到问题的最终答案。由于卡诺英年早逝，他的工作很快被人遗忘。
后来，由于法国工程师克拉珀珑（B．P．E．Clapeyron，1799—1864）在1834 年的重新研究和发展，卡诺的理论才为人们所注意。
克拉珀珑将卡诺循环在一种“压（力）-容（积）图”上表示出来，并证明卡诺热机在一次循环中所做的功，其数值恰好等于循环曲线所围的面积。克拉珀珑的工作为卡诺理论的进一步发展创造了条件。
参考资料来源：百度百科-卡诺循环
结合热力学第二定律内容根据卡诺定理简述理论上如何提高热机效率
是
第一阶段，温度为的等温膨胀过程，系统从高温热源吸收热量；第二阶段，绝热膨胀过程，系统温度从
降到；第三阶段，温度为的等温压缩过程，系统把热量释放给低温热源
；第四阶段，绝热压缩过程，系统温度从升高到。他研究的结论，就是人们总结的卡诺定理，其核心内容是：在相同高温热源与相同低温热源之间工作的一切可逆卡诺热机（在实现热的动力过程中，不存在任何不是由于体积变化而引起的温度变化的热机）
涨知识：什么是热力学第二定律
卡诺定理指明了可通过提高高温热源温度，消除漏气，减少摩擦和散热提高热机效率。卡诺定理指明了提高热机效率的方向，如提高高温热源温度，消除漏气，减少摩擦和散热等。但就过程来说，为尽量接近可逆过程，要使过程进行得无限缓慢，这在生产实践中是不可取的。
卡诺定理发展历史背景
在物理学上，有一个分支叫热力学。它是从宏观角度研究物质的热运动性质及其规律的学科。而热力学定律则是用来描述这些规律的定律，它包括热力学第零定律、热力学第一定律、热力学第二定律和热力学第三定律。
在这里，主要讲解热力学第二定律。
热力学第二定律有着多种表述，且各表述在本质上是等价的。
1824年，法国青年军事工程师、数学家萨迪·卡诺提出了卡诺定理，成为热力学的创始人之一。卡诺定理在导出热力学第二定律的普遍判据——状态函数 “S”（熵）中具有重要作用。
1850年，德国物理学家和数学家鲁道夫·克劳修斯在卡诺定理的基础上，提出了克劳修斯表述。他从热传递方向上，提出热量总是从高温物体传到低温物体，不可能做相反的传递而不引起其它反应。克劳修斯的这一表述，证明了热传递具有方向性和不可逆性。
1851年，英国物理学家开尔文（原名威廉·汤姆森）提出了开尔文表述。他提出：“不可能从单一热源取热使之完全变为有用的功而不产生其它影响”。开尔文从热功转化方面提出，功（机械功）可全部转化为热，但任何热机却不能全部地、连续不断地把所接受的热量转变为功。
开尔文的表述，彻底击碎了人们“异想天开”的美梦。在这之前，曾有人提出在不违背能量守恒的定律下，制造出一种第二类永动机，比如从海洋、大气乃至宇宙中吸取热能，并将这些热能作为驱动永动机转动和功输出的源头。这种想象中的热机，被开尔文彻底推翻，证明了它的不可实现。
克劳修斯表述和开尔文表述都被称为热力学第二定律。他们的表述虽出自不同角度，但在理念上是等价的。这两种表述是可以互相之间推导的，比如通过克劳修斯的表述就能推导出开尔文表述。同样，如果其中一个表述不成立则另一个表述也不会成立。
热力学第二定律确定了一个新的态函数，熵（S）。
熵增定律，也叫熵增加原理，是热力学第二定律的又一种表述。
熵增加原理，表明了在孤立系统内对可逆过程，系统的熵总保持不变；对不可逆过程，系统的熵则总是增加的。
这一原理，比克劳修斯、开尔文表述更为概括地指出了不可逆过程的进行方向，即一切不可逆过程必然朝着熵的不断增加的方向进行。由于孤立系统的一切自发过程均向着其微观状态更无序的方向发展，因此如果要使系统由最终状态（无序状态）回到原先的有序状态（初始状态）是不可能的，除非外界对它做功。
同时，熵增加原理，指出了热力学第二定律是大量分子无规则运动所具有的统计规律，因此只能适用于由很大数目分子所构成的系统及有限范围内的宏观过程，它不适用于单个分子或由少量分子构成的系统。
热力学第二定律即使在有限的宏观系统中，也要保证两个必不可少的条件，即：该系统是线性的；该系统全部是各向同性的。
热力学第二定律，不但确定了熵这一新的态函数，它在人们的生活中也得到了广泛应用。比如家用电器里的冰箱、空调、以及作为现代交通工具的磁悬浮列车等。
作者：宋日红
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热力学创建的时代背景是欧洲的工业革命 卡诺就是依靠研究热机效率而提出卡诺定理
卡诺（1796--1832, 法国人) 本人是一位出色的军事工程师 从小就受到他的父亲熏陶在数学和机械方面具有较好的基础 卡诺定理的出现是近代科学发展史上一个重要的开创性突破, 为完全不同于牛顿力学的一门全新热力学学科的出现打下了基础, 也是建立热力学第二定律的起步点 同时我们也要注意到, 建立卡诺定理的基础是卡诺循环 卡诺循环包括了气体的等温膨胀, 绝热膨胀, 等温压缩和绝热压缩四个过程 研究的对象(又称体系)就是最简单气体, 而研究的目的就是要提高热功能量转换的效率 气体的压缩和膨胀过程中都可以一步就直接把热功能量转换体现出来, 所有这一些因素对开创一个全新学科是非常有利的 因此, 可以说, 正是这样一些特点此后开尔文 (Lord Kelvin, 原名 William Thomson, 1824--1907)和克劳修斯 (Rudolf Clausius, 1822--1888)分别提出热力学第二定律的文字表述, 以及特别是克劳修斯引入熵函数, 热力学第二定律的数学表达式- 克劳修斯不等式和熵增原理等热力学奠基性工作都是以卡诺原理为基础的
