Principiul I al termodinamicii arată că într-o transformare ciclică, ∆U=0, iar, prin urmare, Q=L. Dacă Q>0 și L>0, sistemul primește căldură și efectuează lucru mecanic (mașina termică).
Însă, se pune întrebarea: poate o mașină termică să transforme întreaga cantitate de căldură primită în lucru mecanic? Experiența a demonstrat că acest lucru nu este posibil. O formulare aproximativă a principiului II răspunde la această întrebare:
Enunț: Într-o transformare ciclică, un sistem termodinamic nu poate transforma întreaga căldură primită în lucru mecanic.
Întotdeauna există pierderi, adică o cantitate de căldură cedată.
Căldura Q din principiul I reprezintă de fapt suma între căldura primită și cea cedată: , iar deoarece , rezultă
.
Astfel, se obține
.