Není možné sestrojit periodicky pracující tepelný stroj, který by jen přijímal teplo od určitého tělesa (ohřívače) a vykonával stejně velkou práci.

Vratné a nevratné děje

Je-li děj vratný, nedochází ke změně mechanické energie na tepelnou. Z finálního stavu lze přejít zpět do počátečního stavu. Naopak u nevratných dějů to možné není. Jsou to takové, při kterých:

• se mechanická energie přeměňuje na teplo (v důsledku tření, valivého odporu, apod.)
• dochází k nevratným chemickým reakcím (denaturizace bílkovin při smažení vajec)
• mění se struktura/konzistence látky (psaní tužkou na papír)

I intuitivně a z vlastní zkušenosti víme, které děje mohou běžet pozpátku a které ne. V případě termodynamiky jsou vratnými ději adiabatický a izotermický, nevratnými ději jsou izochorický a izobarický.

Entropie

Jedna z méně intuitivních fyzikálních veličin. Lze si ji představit jako neuspořádanost systému, jinými slovy: čím je větší nepořádek, tím je větší entropie.

Celková entropie systému v čase je neklesající (nikdy se nezmenší, pouze roste, nebo maximálně zůstává stejná). Jedná se o jedno z vyjádření druhého termodynamického zákona.

Schéma perpetua mobile.

Entropie se při vratném ději nemění, při nevratném ději se celková entropie systému zvyšuje.

Celková energie a tepelné stroje

Energie se musí zachovávat, a tak v diagramech tepelných strojů nemůže dojít k mizení energie. To lze vidět i na následujícím schématu: Práce vykonaná kompresorem lednice ani teplo odebrané z vnitřního prostoru nemohou nikam zmizet, a tak lednice předá do okolí teplo W + Q. Stejně to platí také pro ostatní tepelné stroje.