Der Erste Hauptsatz der Thermodynamik sagt uns, dass die Energie in einem abgeschlossenen System erhalten bleibt: Sie kann nicht "erzeugt" und auch nicht "vernichtet" werden. Die Energie nur von einer Energieform in eine andere umgewandelt werden. Unser Energieproblem rührt nun daher, dass sich nicht alle Energieformen gleich gut nutzen lassen. Wir unterscheiden daher "wertvolle" und "weniger wertvolle" Energieformen. Wenn wir Energie "verbrauchen", wandeln wir sie von einer "wertvollen" zu einer "minderwertigeren" Energieform um [Beispiel].
Die reine mechanische Energie gehört beispielsweise zu den wertvollen Energieformen, da sie sich - zumindest prinzipiel l- verlustfrei in jede andere Energieform wandeln lässt. Aus dieser Sicht ist Wärme eine "minderwertige" Energieform, denn sie lässt sich fortwährend nicht verlustfrei in mechanische Energie umwandeln. Um Energie zu sparen, ist es daher notwendig, die eingesetzte Wärme möglichst effektiv in Arbeit umzusetzen, d.h. einen möglichst hohen "Wirkungsgrad" zu erzielen. Wir werden sehen, dass dem physikalische Grenzen gesetzt sind, die im Zweiten Hauptsatz der Thermodynamik formuliert sind.
Wir werden im Rahmen dieser SLE genauer untersuchen, nach welchen Gesetzmäßigkeiten "minderwertige" Wärme in "wertvolle" Arbeit mit Hilfe sogenannter Wärmekraftmaschinen umgewandelt werden kann. Diese sind bis heute ein unverzichtbarer Bestandteil unserer Energiewirtschaft. Sie arbeiten in Kraftwerken, in Fahr- und Flugzeugen usw. Wir werden die Wirkungsweise der wichtigsten Maschinen ausführlich besprechen.