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La segunda ley de la termodinámica establece cuáles procesos pueden ocurrir y cuáles no en la naturaleza. Los siguientes son ejemplos de procesos que son consistentescon la primera ley de la termodinámica pero que proceden de un orden gobernado por la segunda ley:
Cuando dos objetos a diferente temperatura se ponen en contacto térmicoentre sí, la energía térmica siempre fluye del objeto más caliente al más frío, nunca del más frío al más caliente.
Una bola de hule que se deja caer al suelo rebotavarias veces y finalmente queda en reposo, pero una bola que se encuentra en el suelo nunca empieza a botar por sí sola.
Debido a los choques con las moléculas de aire yla fricción, un péndulo oscilante finalmente se detiene en el punto de suspensión. La energía mecánica se convierte en energía térmica; la transformación inversa deenergía nunca ocurre.
Representación esquemática de una máquina térmica. La máquina absorbe energía térmica Qc de un depósito caliente, libera la energía térmica Qf al depósitofrío y efectúa un trabajo W.
Una máquina térmica lleva a cierta sustancia de trabajo a través de un proceso de un ciclo durante el cual 1) la energía térmica seabsorbe de una fuente a alta temperatura, 2) la máquina realiza trabajo, y 3) la máquina expulsa energía térmica a una fuente de menor temperatura.
A partir de la primera leyde la termodinámica vemos que el trabajo neto W hecho por la máquina térmica es igual al calor neto que fluye hacia ella. Como podemos ver de la figura, Qneto = Qc - Qf;por lo tanto
 W = Qc - Qf
El trabajo neto hecho por un proceso cíclico es el área encerrada por la curva que representa el proceso en el diagrama PV.