Au cours du XIXe siècle, la deuxième loi a été synthétisée, essentiellement, en étudiant la dynamique du moteur thermique Carnot en coordination avec l'équivalent mécanique des expériences thermiques de James Joule.
Un moteur thermique est un dispositif mécanique qui fournit un travail utile à partir de la différence de température de deux corps.