Karno siltuma cikls, pareizāk saukts par Karno ciklu, ir idealizēts termodinamiskais cikls, ko izmanto, lai noteiktu maksimālo iespējamo efektivitāti siltumdzinējam, kas darbojas starp divām noteiktām temperatūrām. To izmanto teorētiskiem nolūkiem, bet faktiski nevar darboties fiziskās sistēmās. Lai gan teorētiski varētu konstruēt dzinēju, kas darbojas tuvu maksimālajai efektivitātei, siltuma pārnese ciklā ir pārāk lēna, lai tā būtu praktiska sistēma. Carnot cikla galvenā vērtība ir maksimālās efektivitātes noteikšana cita veida siltumdzinējiem.
Veidojot Kārno siltuma ciklu, tiek veikti divi pieņēmumi, lai nodrošinātu tam maksimālu iespējamo efektivitāti — visi procesi ir atgriezeniski, un entropija nemainās. Atgriezenisks process ir tāds, kuru var atgriezt sākotnējā stāvoklī, nezaudējot enerģiju. Entropija ir enerģijas daudzums sistēmā, kas nav pieejams darbam. Saskaņā ar otro termodinamikas likumu entropijas apjomam sistēmā jāpalielinās vai jāpaliek nemainīgam, kad notiek process. Neviens no šiem pieņēmumiem nevar izpildīt dabiskos apstākļos, taču tie ir noderīgi, nosakot maksimālo efektivitāti.
Kārno siltuma ciklā atkārtojas četri procesi. Pirmais ir izotermiska izplešanās. “Izotermisks” nozīmē, ka temperatūra paliek nemainīga visa procesa laikā. Tā laikā palielinās tilpums un samazinās spiediens, un sistēmai tiek pievienota enerģija.
Nākamais process ir pazīstams kā adiabātiskā izplešanās. Adiabātiskajos procesos sistēma neiegūst vai nezaudē siltumu. Temperatūras izmaiņas rodas spiediena un tilpuma izmaiņu dēļ. Šajā konkrētajā posmā spiediens tiek samazināts un tilpums tiek palielināts, lai samazinātu temperatūru.
Trešais ir izotermiska saspiešana. Šī procesa laikā spiediens palielinās un apjoms samazinās, un enerģija tiek noņemta no sistēmas. Visbeidzot, tiek veikta adiabātiskā saspiešana, lai atgrieztu sistēmu sākotnējā stāvoklī. Lai paaugstinātu temperatūru, tiek palielināts spiediens un samazināts tilpums.
Sakarā ar pieņēmumu, ka Carnot cikla laikā entropija nemainās, to varētu veikt bezgalīgi un saglabāt tādu pašu enerģijas daudzumu katru reizi, kad tas atgriežas sākotnējā stāvoklī. Tomēr pat šajā idealizētajā sistēmā joprojām ir zināma entropija, kas nozīmē, ka tā nevar būt 100% efektīva. Carnot siltuma cikla faktisko efektivitāti var aprēķināt, izmantojot tā maksimālo un minimālo temperatūru absolūtajā vai Kelvina (K) temperatūras skalā. Šajā vienādojumā minimālā temperatūra tiek atņemta no maksimālās, un pēc tam šo skaitli dala ar maksimālo temperatūru.