Все протекающие в природе процессы подчиняются первому началу, но не все процессы, не противоречащие первому началу, реализуются на практике. Из первого начала следует лишь то, что энергия изолированный системы постоянна, но невозможно определить направление процесса. С точки зрения первого начала возможны и равновероятны любые процессы, в которых вместо исчезнувшего одного вида энергии появляется эквивалентное количество другого вида. Так, например, первому началу не противоречат такие процессы, как поднятие груза и закручивание пружины за счет убыли внутренней энергии.
Возможность предсказать направление протекания процесса дает второе начало термодинамики. Оно устанавливает направление протекания самопроизвольных процессов тем, что указывает условия обмена энергией в форме теплоты между телами и условия превращения теплоты в работу. Оно также определяет критерии равновесия.
Следует отметить, что второе начало термодинамики не доказывается на основе других законов. Второе начало – закон эмпирический, а не теоретический, оно носит вероятностный характер, хотя вероятность его огромна.