表述
热力学第二定律是阐明与热现象相关的各种过程进行的方向、条件及限度的定律。由于工程实践中热现象普遍存在， 热力学第二定律应用范围极为广泛，诸如热量传递、热功互变、化学反应、燃料燃烧、气体扩散、混合、分离、溶解、结晶、辐射、生物化学、生命现象、信息理论、低温物理、气象以及其他许多领域。
热力学第二定律的克劳修斯说法：
1850 年， 克劳修斯(Dudolf Clausius)从热量传递方向性的角度提出: 热不可能自发地、不付代价地从低温物体传至高温物体。
这里指的是“自发地、不付代价地”。通过热泵装置的逆向循环可以将热量自低温物体传向高温物体， 并不违反热力学第二定律， 因为它是花了代价而非自发进行的。非自发过程(热量自低温传向高温) 的进行， 必须同时伴随一个自发过程(机械能转变为热能) 作为代价、补充条件， 后者称为补偿过程。
热力学第二定律的开尔文说法：
1824 年， 卡诺(Sadi Carnot )最早提出了热能转化为机械能的根本条件:“ 凡有温度差的地方都能产生动力。”实质上， 它是热力学第二定律的一种表达方式。随着蒸汽机的出现， 人们在提高热机效率的研究中认识到， 只有一个热源的热动力装置是无法工作的， 要使热能连续地转化为机械能至少需要两个( 或多于两个)温度不同的热源， 通常以大气中的空气或环境温度下的水作为低温热源， 另外还需有高于环境温度的高温热源， 例如高温烟气。1851 年左右， 开尔文( LordKelvin)和普朗克(Max Planck) 等人从热能转化为机械能的角度先后提出更为严密的表述， 被称为热力学第二定律的开尔文说法: 不可能制造出从单一热源吸热、使之全部转化为功而不留下其他任何变化的热力发动机。
方向性
1、 功热转化
功可以自动地转化为热，功转热是不可逆过程， 其反向过程， 即降低流体的热力学能或收集散给环境的热量转化为功重新举起重物恢复原位的过程， 则不能单独地、自动地进行， 热不可能全部无条件地转化为功。
2、热永远只能由热处传到冷处（在自然状态下）。
热量一定自动地从高温物体传向低温物体； 而反向过程， 热量由低温传回高温、系统回复到原状的过程，则不能自动进行， 需要依靠外界的帮助。
熵及熵增原理
熵是与热力学第二定律紧密相关的状态参数。它是判别实际过程的方向，提供过程能否实现、是否可逆的判据， 在过程不可逆程度的量度、热力学第二定律的量化等方面有至关重要的作用。
克劳修斯首次从宏观角度提出熵概念(
这种情形应称为相对熵减。但是，若把系统内外一并考察仍然服从熵增原理。
熵增原理最经典的表述是：“绝热系统的熵永不减少”，近代人们又把这个表述推广为“在孤立系统内，任何变化不可能导致熵的减少”。熵增原理如同能量守恒定律一样，要求每时每刻都成立。关于系统有四种说法，分别叫孤立、封闭、开放和绝热系统，孤立系统是指那些与外界环境既没有物质也没有能量交换的系统，或者是系统内部以及与之有联系的外部两者总和，封闭系统是指那些与外界环境有能量交换，但没有物质交换的系统，开放系统是指与外界既有能量又有物质交换的系统，而绝热系统是指既没有粒子交换也没有热能交换，但有非热能如电能、机械能等的交换。
