Первое начало термодинамики, которое является обобщением закона сохранения энергии с учётом тепловых процессов, не указывает на направленность протекания различных процессов в природе. Так, первое начало термодинамики не запрещает процесс передачи теплоты от холодного тела к горячему, хотя, как было указано в п. 24, такой процесс реально не наблюдается. Второе начало термодинамики устраняет этот недостаток. Оно имеет несколько эквивалентных формулировок. Приведём две из них.
1. Невозможно построить циклически действующую тепловую машину, которая выполняла бы работу лишь за счёт охлаждения какого-либо тела. Такая машина по своим практическим действиям была бы эквивалентна вечному двигателю. Однако все попытки создания такой машины оказались тщетными.