குளிர்சாதனப்பெட்டி (REFRIGERATOR) :
எதிர்திசையில் செயல்படும் ஒரு கார்னோ இயந்திரமே குளிர்சாதனப் பெட்டியாகும்.
செயல்படும் தத்துவம் :

செயல்படுபொருள் T_L என்ற குறைந்த வெப்பநிலையிலுள்ள குளிர் பொருளிலிருந்து (வெப்ப ஏற்பி) Q_L அள்வு வெப்பத்தை பெற்றுக் கொள்கிறது அமுக்கியினால் (Compressor) செயல்பாடு பொருளின்மீது W என்ற குறிப்பிட்ட அளவு வேலை செய்யப்பட்டு, Q_H அளவு வெப்பத்தை வெப்ப மூலத்திற்கு செயல்பாடு பொருள் வெளியேற்றுகிறது. அதாவது T_H வெப்பநிலையிலுள்ள சூழலுக்கு வெளியேற்றுகிறது. இதை குளிர்சாதனப் பெட்டிக்கு பக்கத்தில் நிற்கும்போது வெதுவெதுப்பான காற்றை உணரலாம். வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதியிலிருந்து 
Q_L+W=Q_H  ...(1)
முடிவாக குளிர்சாதனப்பெட்டி மேலும் குளிர்ச்சி அடைகிறது. சூழல் (சமையலறை) அல்லது வளி மண்டலம் வெப்பமடைகிறது.
செயல்திறன் குணகம் (Coefficient of performance) (COP):
குளிர்சாதனப் பெட்டியின் செயல்திறனை அளவிடுவது செயல்திறன் குணகமாகும் (COP). குளிர்பொருளிருந்து பெறப்பட்ட வெப்பத்திற்கும் (வெப்ப ஏற்பி) அமுக்கியினால் செய்யப்பட்ட புற வேலைக்கும் (W) உள்ள தகவு செயல்திறன் குணகம் என்று வரையறுக்கப்படுகிறது.
COP = \(\beta =\frac { { Q }_{ L } }{ W } \)    ...(2)
சமன்பாடு (1) இல் இருந்து
\(\beta =\frac { { Q }_{ L } }{ { Q }_{ H }-{ Q }_{ L } } \)
\(\beta =\frac { 1 }{ \frac { { Q }_{ H } }{ { Q }_{ L } } -1 } \)   ...(3)
ஆனால் நாம் அறிந்தபடி \(\frac { { Q }_{ H } }{ { Q }_{ L } } =\frac { { Q }_{ H } }{ { T }_{ L } } \)
இச்சமன்பாட்டினை (3) இல் பிரதியிடும்போது பின்வரும் சமன்பாட்டினைப் பெறலாம்
\(\beta =\frac { 1 }{ \frac { { T }_{ H } }{ { T }_{ L } } -1 } =\frac { { T }_{ L } }{ { T }_{ H }-{ T }_{ L } } \)
குளிர்சாதனப் பேட்டியின் செயல்திறன் குணத்திலிருந்து பின்வருவனவற்றை நாம் அனுமானிக்கலாம்.
(i) (COP) கிட்டத்தட்ட 5 முதல் 6 வரை இருக்கும்.
(ii) குளிர்சாதனப் பேட்டியின் குளிரூட்டும் பகுதியின் (Cooling camber) வெப்பநிலைக்கு, சூழலின் (அறையின்) வெப்பநிலைக்கு உள்ள வேறுபாடு குறைவாக இருந்தால், குளிர்சாதனப்பெட்டியில் COP அதிகமாக இருக்கும்
(iii) குளிர்சாதனப்பெட்டியில் புறவேளை செய்யப்பட்டு, குளிர்ச்சியான பொருளிலிருந்து வெப்பம் எடுக்கப்பட்டு வெப்பமான பொருளுக்குக் கொடுக்கப்படுகிறது. புறவேளை இல்லாமல் வெப்ப ஆற்றல் குளிர்ச்சியான பொருளிலிருந்து வெப்பமான பொருளுக்குப் பாயாது. இது வெப்ப இயக்கவியலின் இரண்டாம் விதிக்கு எதிரானது அல்ல.

(i) சமன்பாடு \(\frac { { Q }_{ L } }{ { T }_{ H } } =\frac { { T }_{ L } }{ { T }_{ H } } \) லிருந்து \(\frac { { Q }_{ H } }{ { T }_{ H } } =\frac { { Q }_{ L } }{ { T }_{ L } } \) என்று அறிந்தோம். \(\frac { Q }{ T } \) என்ற இந்த அளவு என்ட்ரோபி என்று அழைக்கப்படுகிறது. வெப்ப இயக்கவியல் அமைப்பின் மிக முக்கிய பண்புகளில் ஒன்று என்ட்ரோபி ஆகும். இது ஒரு நிலை மாறி ஆகும்.
(ii) \(\frac { { Q }_{ H } }{ { T }_{ H } } \) என்பது வெப்ப மூலத்திலிருந்து கார்னோ இயந்திரம் பெற்றுக்கொண்ட என்ட்ரோபி, \(\frac { { Q }_{ L } }{ { T }_{ L } } \) என்பது கார்னோ இயந்திரம் வெப்ப ஏற்பிக்கு வெளியேற்றிய என்ட்ரோபி ஆகும்.
(iii) ஒரு மீள் நிகழ்வு இயந்திரத்திற்கு (கார்னோ இயந்திரம்) இவ்விரண்டு என்ட்ரோபிகளும் சமமாகும். எனவே ஒரு முழு சுற்றுக்கு கார்னோ இயந்திரம் என்ட்ரோபி மாற்றம் சுழிக்கும்.
(iv) வெப்பம் சூடான பொருளிலிருந்து, குளிர்ந்த பொருளுக்கு பாயும்போது என்ட்ரோபி உயரும். வெப்பம் குளிர்ந்தபொருளிருந்து சூடான பொருளுக்கு பாயும்போது என்ட்ரோபி குறையும். அவ்வாறு என்ட்ரோபி குறைவது வெப்ப இயக்கவியலின் இரண்டாம் விதிக்கு எதிரானது.
(v) என்ட்ரோபியை ஒரு அமைப்பில் இருக்கும் "ஒழுங்கற்றத் தன்மையின் அளவீடு" என்றும் அழைக்கலாம். அணைத்து இயற்கை நிகழ்வுகள் நடைபெரும் பொழுதும் ஒழுங்கற்றத் தன்மை எப்போதும் உயர்ந்துகொண்டே செல்லும்.

1. ஒரு முழு சுற்றுக்கு செயல்படு பொருளினால் (நல்லியல்பு வாயு) செய்யப்பட்ட வேலைக்கும் வெப்ப மூலத்திலிருந்து பெறப்பட்ட வெப்பத்தின் அளவுக்கும் உள்ள விகிதம் கார்னோ இயந்திரத்தின் பயறுதிறன் என்று வரையறுக்கப்படுகிறது.
2. வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதியிலிருந்து 
\(W=Q_H-Q_L\) ......(1)
\(\therefore \eta={Q_H-Q_L\over Q_H}=1-{Q_L\over Q_H}\)........(2)
3.வெப்பநிலை மாறா நிகழ்வின் நிபந்தனையை பயன்படுத்தும்போது  
\(Q_H=\mu RT_Hln(V_2/V_1)\)
\(Q_L=\mu RT_Lln(V_3/V_4)\)..........(3)
4.இங்கு Q_L ல் எதிர்க்குறியால் நாம் குறிப்பிடவில்லை. ஏனெனில் வெப்ப ஏற்பிக்கு வெளியேற்றிய வெப்பத்தின் எண்ணளவிற்கு மட்டும் முக்கியத்துவம் அளிக்கப்படுகிறது.
\(\therefore {Q_L\over Q_H}={T_Lln({V_3/V_4})\over T_Hln({V_2/V_1})}\)........(4)
வெப்பப்பரிமாற்றமில்லா நிகழ்வின் நிபந்தனையை பயன்படுத்துபோது 
\(T_H \ V_2^{\gamma-1}=T_L \ V_3^{\gamma-1}\)
\(T_H \ V_1^{\gamma-1}=T_L \ V_4^{\gamma-1}\)
இவ்விரண்டு சமன்பாடுகளையும் வகுக்கும்போது 
\(({V_2\over V_1})^{\gamma-1}=({V_3\over V_4})^{\gamma-1}\)
எனக்கிடைக்கும்,
இதிலிருந்து \({V_2\over V_1}={V_3\over V_4}\).........(5) என அறியலாம் 
5. சமன்பாடு (5)ஐ சமன்பாடு (4)இல் பிரதியிடும்போது
\({Q_L\over Q_H}={T_L\over T_H}\)........(6)
எனக்கிடைக்கும் .
 \(\therefore\) பயனுறுதிறன் \(\eta=1-{T_L\over T_H}\)
T_L மற்றும் T_Hஇவ்விரண்டும் கெல்வின் அலகில் மட்டுமே குறிக்கப்படுகின்றன. 

கார்னோ இலட்சிய வெப்ப இயந்திரம் (Carnot's ideal heat engine)
இரன்டு வெப்பநிலைகளுக்கிடையே சுழற்சி நிகழ்வாக செயல்படும் மீள்நிகழ்வு இயந்திரம் கார்னோ இயந்திரமாகும்.
கார்னோ இயந்திரம் நான்கு முக்கியபாகங்களைப் பெற்றுள்ளது. அவை பின்வருமாறு
(i) வெப்ப மூலம்: மாறா உயர்வெப்பநிலையில் உள்ளது வெப்பமூலமாகவும். இதிலிருந்து வெப்பநிலைமாறாமல் எவ்வளவு வெப்பத்தையும் பெறமுடியும்.

(ii) வெப்பஏற்பி: மாறாத குறைந்த வெப்பநிலையில் உள்ள ஒரு பொருளாகும். இது எவ்வளவு வெப்பத்தையும் ஏற்றுக்கொள்ளும்.
(iii) வெப்பக்காப்பு மேடை: முழுமையான வெப்பக் காப்பு பொருளினால் இம்மேடை செய்யப்பட்டிருக்கும், இம்மேடை வழியே வெப்பம் கடத்தப்படாது.
(iv) செயல்படும் பொருள்: முழுமையான வெப்பம் கடத்தாத சுவர்களையும் முழுமையான வெப்பம் கடத்தும் அடிப்பாகத்தையும் கொண்டுள்ள உருளையில் அடைந்துவைக்கப்பட்டுள்ள நல்லியல்பு வாயுவாகும்.
கார்னோ சுற்று:
கார்னோ சுற்றி செயல்படு பொருள் நான்கு தொடர்ச்சியான மீள் நிகழ்வுகளை சுழற்சி முறையில் அழுத்தம் மற்றும் பருமனை P₁,V₁ என்க
(i) நிகழ்வு A ⟶ B (P₁,V₁,T_H) முதல் (P₂,V₂,T_H) வரையிலான மீமெது வெப்பநிலை மாறா நிகழ்வு: உருளை வெப்ப மூலத்தின் மீது வைக்கப்படுகிறது. வெப்பம் வெப்ப மூலத்திலிருந்து உருளையின் அடிப்பரப்பின் வழியே செயல்பாடு பொருளுக்கு (நல்லியல்பு வாயுக்கு) பாய்கிறது.
(ii) இது ஒரு வெப்பநிலை மாறா நிகழ்வாகும். எனவே செயல்பாடு பொருளில் அக்கா ஆற்றல் எவ்வித மாற்றமும் ஏற்படாது. பெறப்பட்ட வெப்பத்தினால் வாயுவின் பருமன் அதிகரிக்கும்
(iii) பிஸ்டனை மிக மெதுவாக மேலே வருவதற்கு அனுமதிக்க வேண்டும். (மீமெது நிகழ்வின் அடிப்படையில்) வாயுவின் பருமன் V₁ லிருந்து V₂ க்கு அதிகரிக்கும். அதன் அழுத்தம் P₁ லிருந்து P₂ க்கு குறையும் போது வாயுவினால் செய்யப்பட்ட வேலை W என்க. இது PV வரைபடத்தில் AB பாதையாக குறிக்கப்பட்டுள்ளது

வாயுவினால் செய்யப்பட்ட வேலை
\(\therefore { Q }_{ H }={ W }_{ A\rightarrow B }=\int _{ { V }_{ i } }^{ { V }_{ 2 } }{ PdV } \)
இந்நிகழ்வு மீமெது நிகழ்வாக உள்ளதால் நல்லியல்பு வாயு அதன் இறுதி சமநிலையை அடையும் வரை வெப்பமூலத்துடன் சமநிலையில் இருக்கும். வெப்பநிலை மாறா விரிவினால் செய்யப்பட்ட வேலை
\({ W }_{ A\rightarrow B }={ \mu RT }_{ H }In\left( \frac { { V }_{ 2 } }{ { V }_{ 1 } } \right) =AB\)
வலை கோட்டிற்குக் கீழே உள்ள பரப்பு

(iv) நிகழ்வு B ⟶ C (P₂,V₂,T_H) முதல் (P₃,V₃,T_L) வரையிலான மீமெது வெப்பப்பரிமாற்றமில்லா விரிவு உருளை வெப்பக்கடதா மேடை மீது வைக்கப்படுகிறது. பிறகு பிஸ்டனை மேல் நோக்கி நகர அனுமதிக்க வேண்டும். வாயு வெப்பப்பரிமாற்றமில்லா முறையில் விரிவடைவதால் அதன் பருமன் V₂ லிருந்து V₃ க்கு அதிகரிக்கும் அதன் அழுத்தம் P₂ விலிருந்து P₃ க்குக் குறையும் வெப்பநிலை T_L ஆகும்.
(v) PV வரைபடத்தில் இந்த வெப்பப்பரிமாற்றமில்லா விரிவு BC வளைகோடாக கட்டப்பட்டுள்ளது. இந்த வெப்பபரிமாற்றமில்ல நிகழ்வு மீமெது நிகழ்வாக நடைபெறாததால், நல்லியல்பு வாயு நிகழ்வு முழுவதும் சமநிலையில் இருக்கும். மேலும் இது ஒரு மீள் நிகழ்வு என்பதையும் இது காட்டுகிறது

வெப்பப்பரிமாற்றமில்லா விரிவினால் வாயுவால் செய்யப்பட்ட வேலை
\({ W }_{ B\rightarrow C }=\int _{ { V }_{ 2 } }^{ { V }_{ 3 } }{ PdV } =\frac { \mu R }{ \gamma -1 } [{ T }_{ H }-{ T }_{ L }]=BC\)
வளைகோட்டிற்குக் கீழே உள்ள பரப்பு
(vi) நிகழ்வு C ⟶ D (P₃,V₃,T_L) முதல் (P₄,V₄,T_L) வரையிலான மீமெது வெப்பநிலை மாறா அமுக்கம்.
உருளை வெப்ப ஏற்பியல்பியின் மீது வைக்கப்படுகிறது. வாயுவின் அழுத்தம் P4 மற்றும் அதன் பருமன் V4 ஐ அடையும்வரை வாயு வெப்பநிலை மாறா அமுக்கத்திற்கு உட்படுகிறது. இது PV வரைபடத்தில் CD வளைகோட்டினால் குறிப்பிடப்பட்டுள்ளது.
\(\therefore { W }_{ C\rightarrow D }=\int _{ { V }_{ 4 } }^{ { V }_{ 4 } }{ PdV } =\mu { RT }_{ L }In\left( { V }_{ 4 }/{ V }_{ 3 } \right) \)
\(=-\mu { RT }_{ L }In\left( \frac { { V }_{ 3 } }{ { V }_{ 4 } } \right) \)
= -CD வளைகோட்டிற்குக் கீழே உள்ள பரப்பு
இங்கு V₃ ஆனது V₄ ஐ விட அதிகம் எனவேதான் செய்யப்பட்ட வேலை எதிர்க்குறியில் உள்ளது.
(vii) நிகழ்வு D ⟶ A (P₄,V₄,T_L) முதல் (P₁, V₁, T_H) வரையிலான மீமெது வெப்பப்பரிமாற்றமில்லா  அழுக்தம்.
உருளை வெப்பம் கடத்தா மேடை மீது மீண்டும் வைக்கப்படுகிறது. வாயு தனது தொடக்க நிலைகளான அழுத்தம் P₁ பருமன் V₁ மற்றும் வெப்பநிலை T_H ஐ அடையும்வரை வெப்பப்பரிமாற்றமில்லா அமுக்கத்திற்கு உட்படுகிறது. இது PV வரைபடத்தில் DA வளைக்கோடாக காட்டப்பட்டுள்ளது.
\(\therefore { W }_{ D\rightarrow A }=\int _{ { V }_{ 4 } }^{ { V }_{ 1 } }{ PdV } =\frac { \mu R }{ \gamma -1 } [{ T }_{ L }-{ T }_{ H }]=DA\)
வளைக்கோட்டிற்குக் கீழே உள்ள பரப்பு
(viii) இந்த வெப்பப்பரிமாற்றமில்லா அமுக்கத்திலும் வாயுவின் மீது செய்யப்பட்ட வேலை எதிர்க்குறியாகும். செயல்படு பொருளின் மீது ஒரு முழு சுற்றில் செய்யப்பட்ட தொகுப்பயன் வேலை W என்க.
∴ W = வாயுவால் செய்யப்பட்ட வேலை - வாயுவின் மீது செய்யப்பட்ட வேலை
=W_A⟶B +W_B⟶C -W_C⟶D -W_D⟶A
இங்கு W_A⟶B - W_C⟶D
முழுசுற்றுக்கு கார்னோ இயந்திரத்தால் செய்யப்பட்ட தொகுப்பயன் வேலை
 W= W_A⟶B - W_C⟶D    ...(1)
(ix) ஒரு முழு சுற்றுக்கு செயல்படு பொருளால் (நல்லியல்பு வாயு) செய்யப்பட்ட தொகுப்பயன் வேலை PV வரைபடத்தில் உள்ள ABCD என்ற மூப்பட்ட வளைகோட்டினால் சூழப்பட்ட பரப்பிற்குச் சமம் என்பதை சமன்பாடு (!) காட்டுகிறது.

வெப்ப இயந்திரத்தை பின்வருமாறு வரையறை செய்யலாம்.
வெப்பத்தை உள்ளீடாகப் பெற்று, சுழற்சி நிகழ்வை மேற்கொள்வதன் மூலம் அவ்வெப்பத்தை வேலையாக மற்றும் ஒரு கருவியே வெப்ப இயந்திரம் ஆகும். ஒரு வெப்ப இயந்திரத்திற்கு மூன்று பகுதிகள் உள்ளன அவை
(i) வெப்ப மூலம்
(ii) செயல்படுபொருள்
(iii) வெப்ப ஏற்பி
ஒரு வெப்ப இயந்திரத்தின் திட்ட வரைபடம் காட்டப்பட்டுள்ளது.

(i) வெப்ப மூலம்: இது இயந்திரத்திற்கு வெப்பத்தை அளிக்கும். இதனை எப்போது உயர் வெப்பநிலையிலேயே T_H வைத்திருக்கவேண்டும்.
(ii) செயல்பாடு பொருள்: இது வாயு அல்லது தண்ணீர் போன்ற ஒரு பொருளாகும். இது அளிக்கப்படும் வெப்பத்தை வேலையாக மாற்றும்.
(iii) வெப்ப ஏற்பி: வெப்ப இயந்திரம் வேலை செய்தபின் சிறிதளவு வெப்பத்தை (Q_L) வெப்ப ஏற்பிக்கு கொடுக்கும். இதனை எப்போதும் தாள் வெப்பநிலையிலேயே (T_L) வைத்திற்குக்க வேண்டும்.
ஒரு சுழற்சி நிகழ்வில் செய்யப்பட்ட வேலைக்கும் (வெளியீடு) ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட வெப்பத்திற்கு (உள்ளீடு) உள்ள விகிதம் வெப்ப இயந்திரத்தின் பயனுறுதிறன் என வரையறை செய்யப்படுகிறது. செயல்பாடு பொருளொன்று வெப்ப மூலத்திலிருந்து Q_H அலகு வெப்பத்தைப்பெற்று W அலகு வேலை செய்தபின், அது வெப்ப ஏற்பிக்கு அளித்த வெப்பம் Q_L அலகு என்க.

உள்ளீடு வெப்பம் = செய்யப்பட்ட வேலை + வெளியேற்றப்பட்ட வெப்பம்
Q_H =W+Q_L
W =Q_H -Q_L
எனவே வெப்ப இயந்திரத்தின் பயனுறுதிறன் 

\(\eta =1-\frac { { Q }_{ L } }{ { Q }_{ H } } \)
இங்கு Q_L < Q_H என்பதால் பயனுறுதிறன் எப்போதும் 1 ஐ விடக் குறைவாகவே இருக்கும். இதிலிருந்து ஏற்க்கப்பட்ட வெப்பம் முழுமையாக வேலையாக மாற்றமடையவில்லை என்பதை புரிந்து கொள்ளலாம்.