Unele disipări de energie sub formă de căldură întotdeauna însoțesc transformarea energiei de la o formă la alta. Transformarea energiei este un proces termodinamic și toate aceste procese sunt însoțite de o creștere netă în entropia sistemului prin disiparea căldurii.
Această afirmație empirică se numește a doua lege a termodinamicii. Este un principiu general care constrânge direcția transferului de energie într-un sistem și definește puterea teoretică maximă de ieșire a energiei pe care o poate obține un motor termic pentru o intrare dată. Această a doua lege afirmă că procesele naturale se desfășoară într-o direcție ireversibilă: direcția de creștere a entropiei. Orice proces care duce la o scădere a entropiei trebuie să implice adăugarea unei cantități mai mari de energie decât energia maximă extrasă din sistem, ceea ce duce în final la o creștere a entropiei nete. Entropia este definită ca o încălzire pe o temperatură comună a sistemului și are întotdeauna un semn fix pentru procesele naturale care variază în funcție de convenție.
A doua lege este strâns legată de legea zerotă a termodinamicii, care afirmă că, dacă două sisteme se află în echilibru termodinamic cu un al treilea sistem, primele două sisteme trebuie să fie, de asemenea, în echilibru. Legea neagă posibilitatea unui schimb de energie perfect eficient, deoarece o anumită energie trebuie să fie sacrificată mereu la cuplajul dintre cele două sisteme de schimb de energie.
