Alguma dissipação de energia na forma de calor sempre acompanha a transformação de energia de uma forma para outra. A transformação de energia é um processo termodinâmico, e todos esses processos são acompanhados por um aumento líquido na entropia do sistema por meio da dissipação de calor.
Esta declaração empírica é chamada de segunda lei da termodinâmica. É um princípio geral que restringe a direção da transferência de energia em um sistema e define a produção de energia máxima teórica que uma máquina de calor pode atingir para uma determinada entrada. Esta segunda lei afirma que os processos naturais correm em uma direção irreversível: a direção da entropia crescente. Qualquer processo que resulte em uma diminuição da entropia deve envolver a adição de mais energia do que a energia máxima extraível do sistema, levando ao aumento da entropia líquida. A entropia é definida como calor por temperatura comum do sistema e sempre tem um sinal fixo para processos naturais que varia de acordo com a convenção.
Esta segunda lei está intimamente relacionada com a lei zero da termodinâmica, que afirma que se dois sistemas estão em equilíbrio termodinâmico com um terceiro sistema, os primeiros dois sistemas também devem estar em equilíbrio. A lei nega a possibilidade de troca de energia perfeitamente eficiente, já que alguma energia deve sempre ser sacrificada para o acoplamento entre os dois sistemas trocando energia.
