Особое значение для практики имеет необратимость взаимного преобразования теплоты и механической работы

Опыт показывает, что преобразование механической энергии в тепловую, всегда происходит полностью и самопроизвольно без каких-либо дополнительных условий или процессов.

Так, работа трения или удара целиком преобразуется в теплоту и нагревает систему, в которой эти процессы происходят. Подобным же образом в результате молекулярного трения повышается температура жидкости или газа из-за превращения кинетической энергии потока в теплоту. Однако обратное преобразование тепловой энергии, рассеянной в окружающей среде, в механическую работу самопроизвольно происходить не может. Переход этот возможен не полностью и лишь при соблюдении определенных условий.

Наблюдения характерных особенностей тепловой энергии привели к определению второго закона или второго начала термодинамики. Существует несколько эмпирических формулировок этого закона, каждая из которых описывает определенные внешние проявления рассмотренных особенностей теплоты и устанавливает, так или иначе, необратимость самопроизвольных термодинамических процессов.

Одна из таких формулировок утверждает, что теплота не может самопроизвольно перейти от более холодного тела к более теплому.

По другой формулировке самопроизвольный выход термодинамической системы из равновесного состояния практически невозможен.

Таким образом, можно утверждать следующее:

• теплота только тогда может быть преобразована в механическую работу, когда в термодинамической системе имеется перепад температур;

• совершаемая работа зависит от уровня этих температур;

• полный переход теплоты в работу невозможен.