Повседневный опыт позволяет прийти к убеждению, что все виды энергии, в том числе и механическая, естественным путем стремятся перейти в тепловую. Такой переход не имеет ограничений и осуществляется полностью. Обратный переход тепловой энергии в механическую возможен лишь при соблюдении определенных условий и ограничен.

Установление условий и особенностей протекания процессов преобразования тепловой энергии в механическую составляет основное содержание второго закона термодинамики :теплота только тогда может быть преобразована в работу, когда в системе тел имеется перепад температур; совершаемая работа зависит от уровня высокой и низкой температур тепловых аккумуляторов; полный переход теплоты в работу невозможен.

Для любого цикла, согласно выражениям  — можно написать.

Из выражения  следует, что полезная работа за цикл тем больше, чем больше количество теплоты Qlt которое подводится к рабочему телу от аккумулятора с высокой температурой. Наряду с Qx на работу за цикл оказывает влияние отношение температур. С уменьшением разницы между температурой Т1 и температурой Т2 тепловых аккумуляторов отношение увеличивается, а полезная работа уменьшается. При равенстве температур Т2 = 7 полезная работа за цикл равна нулю независимо от количества подводимой теплоты.

Невозможность преобразования теплоты в механическую энергию при отсутствии разности температур в значительной степени обесценивает те запасы тепловой энергии, которые заключены в окружающих нас телах природы. Земля, вода морей и океанов и другие тела содержат практически неисчерпаемые запасы теплоты. Однако эту энергию чрезвычайно трудно использовать вследствие отсутствия в природе естественных тепловых аккумуляторов, имеющих другую, значительно более низкую температуру.

Второй закон термодинамики справедлив не только для тепловой, но и для других видов энергии. Так, например, невозможно получить механическую энергию на валу электродвигателя при отсутствии разности электрических потенциалов и т. п. Следовательно, для создания любого двигателя, превращающего тот или иной вид энергии в энергию механическую, необходимо наличие разности соответствующих потенциалов. В этом отношении второй закон термодинамики является общим законом, справедливым для всех видов энергии.