。热机的组成必须具备三个组成部分。其一是发热器，它是使燃料所释放出的能量转变为工作物质（简称工质）内能的装置；其二是工作部分，它是使工质消耗内能来做机械功的装置；其三是冷凝器，这部分是容纳工作部分排出的废工质的装置。热机工作时，工质从发热器得到的热量，只有一部分转变为机械功，其余部分都传给了冷凝器。
由于内能往机械能的转化不会自发的进行，所以热机事实上人为造就的、一种逆自然过程的能量转化装置。
科学家们对热机的工作进行了定量的研究，令工质从发热器得到的热量为Q1，最后被冷凝器带走的热量为Q2（最终耗散到大气、循环水中），转变成机械功的只是WQ1Q2。可不可以不设置冷凝器（不带走Q2），令Q1W呢（物理语言叫热机的效率ηW100）？科学
Q1家们经过了种种努力，发现这是不可能的。
也就是说：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来作功，而不引起其它变化。这就是热力学第二定律。
对热机的定量研究事实映射出这样的信息：要将自发的热学过程人为地逆转，虽然是可能的，但必须付出代价（也就是所谓的“其它变化”手段的代价、能量的代价）。
所以，我们也可以把热学过程的方向性就看成是是热力学第二定律的的一种体现。于是，热力学第二定律的一种更朴实的表述是：
不可能使热量从低温物体传至高温物体，而引起其它变化。我们通常把这种表述
方式称为克劳修斯表述。与之对应的，先前的一种表述被称为开尔文表述。毫无疑问，这是为了纪念这两位科学家在该领域研究的突出贡献与成就。
关于克劳修斯表述，我们可以通过这样一个事实理解：通过人为的努力，电冰箱和空调实现了热量从低温物体往高温物体的传递，但是，我们付出了手段方面的代价：购置冰箱的经济代价、能量方面的代价（持续地缴纳电费），甚至付出了环境方面的代价定量研究表明，冰箱释放给环境的热量必然要多于从冷藏室吸收热量和空调一样，它能使环境升温，是一种“损人利己”的发明（这就是所谓的“其它变化”）。
关于开尔文表述，一个反面的素材是：要制成效率为100的热机是不可能的。
人们也把效率为100的热机称为第二类永动机。
前面我们已经知道，第一类永动机违背的是热力学第一定律。那么，与之对应的，第二类永动机则是违背了热力学第二定律。
（热力学第二定律所展示的热学过程的方向性，在大学里面有一种定量的描述：那就是热学过程总是往熵H增大的方向发展，熵H的物理定义，我们这里不便介绍，一个通俗理r