E' possibile convertire al 100% una quantità di calore in lavoro, ma il viceversa non lo è. Non esistono macchine con rendimenti pari al 100%. Questa è una concesguenza diretta del secondo principio che può essere enunciato come

Non è possibile realizzare un ciclo che assorba calore a una sorgente a temperatura unifome e lo converta completamente in lavoro.

Questa è una proposizione alternatica con cui è possibile enunciare il secondo principio nota come enunciato di Kelvin-Planck.

Immaginiamo un ciclo che estragga la quantità di calore Q_h dall'oceano che si trova a T_H e lo trasformi integralmente in lavoro w. Per un ciclo il primo principio impone solamente δU =0, quindi w=Q_h, ma il secondo principio esclude tale possibilità.

Si presti attenzione al fatto che l'enunciato si riferisce all'impossibilità di convertire tutto il calore in lavoro in processi ciclici. Nulla vieta di convertire tutto il calore in lavoro in processi non ciclici. Si pensi ad esempio all'espansione isotermica singola di un gas ideale; Dal momento che per un gas ideale a Temperatura costante ΔU=0, w=q, e tutto il calore può essere trasformato in lavoro in tale processo.

Contraddizione del postulato di Kelvin-Planck, Violazione del postulato di Clausius

L'altro modo di enunciare il secondo principio della termodinamica è tramite il postulato di Clausius. Dimostreremo adesso che i due postulati sono equivalenti e una contraddizione del postulato di Kelvin-Planck porta ad una violazione del postulato di Clausius. Consideriamo a tale fine la macchina in Fig.1, che opera in un ciclo assorbe calore Q_h e compie il lavoro w senza trasferire alcun calore alla sorgente fredda, tale da violare il postulato di kelvin-Planck. Adesso prendiamo una macchina frigorifera, B, che opera tra le medesime sorgenti, che tramite il lavoro w compiuto da A, assorbe Q_c dalla sorgente fredda a T_c e trasferisce Q_h alla sorgente calda T_h. Combinando le due macchine si ha che la macchina risultante C, trasferisce il calore Q_c da una sorgente fredda ad una calda senza l'apporto di lavoro esterno, contraddicendo l'enunciato di Clausius. Dato che vale anche il viceversa i due postulati risultano equivalenti.