La realizzazione del ciclo di Carnot è, almeno per ora, impossibile e perciò rappresenta ancora un modello di riferimento, nel senso che esso ha il massimo rendimento fra due temperature prestabilite. Ne segue che , cambiando temperature (aumentando quella massima o diminuendo quella minima) è possibile ottenere un rendimento maggiore, ma in condizioni assolutamente diverse.
Nella figura è rappresentato nella forma classica un ciclo di Carnot (il rettangolo azzurro) che contiene un ciclo Otto (il quadrilatero rosso): come si vede l'area racchiusa dal ciclo Otto è nettamente minore dell'area azzurra, indicando quindi un rendimento inferiore.
Descriviamo brevemente i due cicli:

1) ciclo di Carnot: trasformazione 1-2: isoterma con acquisto del calore ACa = S1 - 1 - 2 - S2 (area azzurra + area gialla); trasformazione 2-3: adiabatica di espansione con produzione di lavoro; trasformazione 3-4: isoterma con cessione del calore ACc = S3 - 3 - 4 - S4 (area gialla); trasformazione 4-1: adiabatica di compressione con spesa di lavoro.

2) ciclo Otto: trasformazione 1'-2': combustione con acquisto del calore AOa = S1 - 1' - 2' - S2; trasformazione 2'-3': adiabatica di espansione con produzione di lavoro; trasformazione 3'-4': espulsione dei gas con cessione del calore AOc = S3 - 3' - 4' - S4; trasformazione 4'-1': adiabatica di compressione con spesa di lavoro.

CONFRONTO FRA I DUE CICLI:
calore acquistato A_Ca > A_Oa;
calore ceduto A_Cc < A_Oc;
calore utile A_Cu > A_Ou;
rendimento:

h_C = A_Cu / A_Ca = (A_Ca - A_Cc) / A_Ca = 1 - A_Cc / A_Ca =
= (T₁ - T₄) (S₂ - S₁) / (T₁ - 0) (S₂ - S₁) = (T₁ - T₄) / T₁ = 1 - T₄ / T₁

h_O = A_Ou / A_Oa = (A_Oa - A_Oc) / A_Oa = 1 - A_Oc / A_Oa < h_C

Infatti nel ciclo Otto il calore ceduto è maggiore e il calore acquistato è minore (il numeratore è cresciuto e il denominatore è diminuito) rispetto al ciclo Carnot.
Come si vede il rendimento del ciclo Carnot dipende soltanto dalle temperature estreme. Negli altri cicli esso dipende invece dal tipo di trasformazione di espansione e di compressione, a seconda che siano capaci di coprire una regione interna al ciclo Carnot maggiore o minore.
Il tutto discende dal fatto che per ora non è assolutamente possibile eseguire trasformazioni isoterme (lasciando da parte che neppure le adiabatiche sono perfettamente eseguibili!).

CICLO REALE

Passando al ciclo Otto reale le cose peggiorano e di molto. Infatti con le nostre macchine non possiamo eseguire cicli costituiti da sole quattro fasi (combustione, espansione, scarico naturale, compressione): ne occorrono altre due, che sono la fase di ammissione del combustibile e la fase di espulsione forzata dei gas combusti. Queste ultime due fasi racchiudono un'area negativa, che si somma a quella di scarico naturale che è stata chiamata A_Oc rendendo ancora minore il rendimento.