I закон термодинаміки не виключає можливості використання енергії навколишнього середовища для побудови вічного двигуна.
Двигун, здатний здійснювати роботу за рахунок енергії навколишнього середовища без різниці температур (робочого тіла і навколишнього середовища), отримав назву вічного двигуна II роду.
Існує багато формулювань (постулатів) II закону термодинаміки:
Постулат Оствальда. неможливо побудувати вічний двигун II роду;
Постулат Клаузіуса. ніяка сукупність процесів не може привести до мимовільного переходу теплоти від холодного тіла до гарячого, тоді як мимовільний перехід теплоти від гарячого тіла до холодного може бути єдиним результатом процесу;
Процеси, які відбуваються в природі самі собою, називають мимовільними або природними. Процеси, які вимагають для свого протікання витрат енергії, називають несамопроізвольное.
Постулат Томсона. ніяка сукупність процесів не може привести до повного перетворення теплоти в роботу, тоді як перетворення роботи в теплоту може бути єдиним результатом процесу.
На відміну від I закону термодинаміки, який можна застосувати до будь-яких процесів в рівній мірі, II закон термодинаміки має різне вираз стосовно оборотним і необоротним процесам.
Оборотним називають такий термодинамічний процес, при здійсненні якого в зворотному напрямку повторюються всі проміжні стадії і, при цьому, в системі і середовищі не відбувається ніяких змін.
Незворотних називають процес, при здійсненні якого в зворотному напрямку не повторюється, по крайней мере, одна з проміжних стадій.
Таким чином, II закон термодинаміки вирішує питання про направлення протікання самовільного процесу в різних термодинамічних системах.
Всі реальні мимовільно протікають процеси є незворотними, але їх можна розглядати як як завгодно близько підходять до оборотним. Найкращою моделлю оборотного процесу може служити нескінченно повільно протікає рівноважний процес.
Приклад. Припустимо, є циліндр з поршнем, під днищем якого знаходиться газ з тиском, зовнішній тиск.
Нехай (тобто газ під днищем поршня стиснутий) і газ знаходиться під поршнем під дією навантаження (тобто стан рівноважний).
Якщо прибрати навантаження, то буде відбуватися розширення газу під дією власного тиску, поки. Процес розширення можна зробити:
1. необоротно, якщо навантаження прибрати миттєво і
2. оборотно, прибираючи навантаження нескінченно повільно.
1. робота незворотного процесу:
де - збільшення обсягу, яке відбулося в результаті розширення газу.
2. прибираючи навантаження нескінченно повільно, можна наближено вважати, що в будь-який момент система знаходиться в стані рівноваги. Реально це неможливо. В результаті отримаємо для роботи оборотного процесу:
де - середній тиск.
Як видно завжди
Порівнюючи реальні процеси з оборотними, можна в кожному конкретному випадку вказати шляхи збільшення їх ефективності.