мі — від холодних тіл до гарячих — можна лише штучно, виконуючи роботу (наприклад, як в холодильних машинах). Так само газ, який розширився і зайняв весь об'єм певної посудини, ніколи не збереться самовільно в одній з її частин. Щоб стиснути газ до попереднього об'єму, треба виконати над ним роботу. При цьому в оточуючих тілах стануться зміни: тіло, яке стискає газ, виконує роботу, віддаючи певну енергію іншому тілу.

Ще один приклад. Під час падіння каменя з деякої висоти вся кінетична енергія перетворюється у внутрішню енергію самого каменя і оточуючих його тіл, так що закон збереження енергії не порушується. Однак першому закону термодинаміки не суперечить і зворотний процес, при якому до лежачого на землі каменя передалась би від оточуючих тіл теплота, в результаті чого камінь піднявся б на попередню висоту. Але ніхто ніколи не спостерігав, щоб камені самі по собі підстрибували.

Подібних прикладів можна навести багато. Всі вони свідчать про те, що перший закон термодинаміки не накладає жодних обмежень на напрям перетворення енергії з одного виду в інший, вимагаючи лише збереження повного запасу енергії в замкнутих системах. Між тим досвід показує, що різні види енергії неоднаково здатні перетворюватися в інші види. Механічну енергію можна повністю перетворити у внутрішню енергію будь-якого тіла незалежно від того, яка була його температура. Дійсно, будь-яке тіло можна нагріти тертям, збільшивши його внутрішню енергію на величину, що дорівнює виконаній роботі. Але для зворотних перетворень внутрішньої енергії в інші види існують певні обмеження, які полягають у тому, що запас внутрішньої енергії за жодних умов не може повністю перетворитися в інші види енергії. З цими особливостями енергетичних перетворень пов'язаний напрям перебігу процесів у природі.

Передача теплоти від гарячого тіла до холодного, перетворення механічної енергії у внутрішню, розширення газу у вакуумі — все це приклади найтиповіших необоротних процесів. Процес називають оборотним, якщо можливе повернення системи в початковий стан без будь-яких змін у навколишньому середовищі. Якщо таке повернення здійснити не можна, тобто після закінчення процесу в навколишніх тілах чи в даній системі залишились якісь зміни, процес є необоротним.

Необоротними є всі розглянуті вище процеси в ідеальному газі: ізотермічний, ізохорний, ізобарний і адіабатний. Наприклад, у разі ізотермічного стискання газу частина теплоти через стінки циліндра передається навколишньому середови