Để giải thích các quá trình nhiệt động lực học không thuận nghịch, các nhà khoa học đã xây dựng nên định luật thứ hai của nhiệt động lực học. Định luật thứ hai của nhiệt động lực học giải thích những quá trình nào có thể xảy ra trong vũ trụ và những quá trình nào không thể xảy ra. Một nhà khoa học tên là RJE Clausius (1822-1888) đã đưa ra nhận định sau:
Đương nhiên, nhiệt truyền từ vật có nhiệt độ cao sang vật có nhiệt độ thấp; đương nhiên, nhiệt không truyền từ vật có nhiệt độ thấp sang vật có nhiệt độ cao (Định luật thứ hai của nhiệt động lực học - phát biểu của Clausius).
Phát biểu của Clausius là một trong những phát biểu đặc biệt của định luật thứ hai của nhiệt động lực học. Nó được gọi là phát biểu đặc biệt vì nó chỉ áp dụng cho một quá trình duy nhất, liên quan đến sự truyền nhiệt. Vì phát biểu này không liên quan đến các quá trình khác, chúng ta cần một phát biểu tổng quát hơn. Việc phát triển một phát biểu tổng quát của định luật thứ hai của nhiệt động lực học dựa trên nghiên cứu về động cơ nhiệt. Do đó, chúng ta sẽ thảo luận về nhiệt trong động cơ trước.
Quan sát một vật chuyển động thẳng đứng lên trên cho đến khi đạt độ cao tối đa, sau đó chuyển động xuống dưới trở lại vị trí ban đầu. Khi chuyển động thẳng đứng lên trên một đoạn h, trọng lực có hướng ngược lại với hướng dịch chuyển. Do đó, trọng lực thực hiện công âm lên vật.