נצילות
ההיסטוריה מאחורי מנוע קרנו

סאדי קרנו היה בנו של שר מלחמה בפיקודו של נפוליאון. הוא גיבש את הדעה כי אחד הגורמים לתבוסה של צרפת היה נחיתותה התעשייתית והניגוד העיקרי בין אנגליה לצרפת היה באופן השימוש במנועים. הוא טען שהוצאת מנוע הקיטור מאנגליה תשלול ממנה את הכוח הצבאי. קרנו הבין שמי שמחזיק בכוח אדים יעיל, לא יהיה רק המאסטר התעשייתי והצבאי של העולם, אלא גם המנהיג של מהפכה חברתית הרבה יותר אוניברסלית מזו שצרפת חוותה לאחרונה. קרנו ראה את כוחו של הקיטור כמנוע אוניברסלי. אז, התיאוריה הראשונה לשימור חום בעבודה מכנית הוצעה על ידי סאדי קרנו בשנת 1824. קרנו ביסס את ניתוחו על ההנחה שכמות החום נשמרת ושהעבודה הזו נוצרת על ידי המנוע, מכיוון שנוזל זורם ממקור חם "תרמי" חם, לכיור קר ונמוך "תרמי". הוא דבק בתיאוריה המקובלת דאז, לפיה חום הוא סוג של נוזל חסר מסה או נושא חום.
הניסויים של ג'יימס ג'ול (1818–1889), שבוצעו בשנות ה-40 של המאה ה-19, אישרו כי החום לא נשמר. ג'ול הראה שניתן להמיר עבודה כמותית לחום. זו הייתה הולדתו של מושג המקבילה המכנית של חום שעבודה וחום אינם ניתנים להמרה הדדית, וכי חום אינו חומר כמו מים, עבודתו הייתה על שימור האנרגיה.
לורד קלווין (ויליאם תומסון) (1824–1907) וג'ול נפגשו בכנס אוקספורד של האגודה הבריטית לקידום המדע בשנת 1847. מאותה פגישה קלווין חזר עם ראש מעורער. דווח כי הוא נדהם מהפרכתו של ג'ול לשימור החום. הוא האמין שעבודתו של קרנו תוטל אם לא ישמרו על חום, ואם לא יהיה דבר כזה נוזל קלורי. קלווין המשיך ופיתח את ההשקפה כי במובן מסוים עבודתו של קרנו יכולה לשרוד מבלי לסתור את עבודתו של ג'ול. אז, ה'תרמודינמיקה', תאוריית הפעולה המכנית של החום, הגיחה לעולם.
רודולף קלאוזיוס (1822–1888) הראה כי המקרה של קרנו נגד ג'ול יכול להיפתר, במידה מסוימת אם היו שני עקרונות בסיסיים של הטבע. הוא עידן את העיקרון של קרנו, והפטר את עולם הקלוריות, אך הוא המשיך לשער כיצד ניתן להסביר חום במונחים של התנהגות החלקיקים שחומר מורכב מהם. קלוזיוס הבין גם בשנת 1865 שהוא גילה מאפיין תרמודינמי חדש, והוא בחר לקרוא לזו – אנטרופיה.
קרנו נולד בשנת 1796 ונפטר מכולרה בשנת 1832. קרנו, ג'ול, קלווין וקלאוזיוס נולדו בתקופה 1818–1824 ודורם העלה את התרמודינמיקה אל הבמה האינטלקטואלית. השם תרמודינמיקה הוא מונח המציין את חקר החום, אך כעת הוא הורחב לכלול חקר טרנספורמציית האנרגיה על כל צורותיה. ישנם ארבעה חוקים של תרמודינמיקה. החוק הראשון של התרמודינמיקה קובע שצורת אנרגיה אחת, למשל אנרגיה קינטית, פוטנציאלית, תרמית אנרגיה חשמלית וכו 'ניתנת להמרה לאחרת ללא כל אובדן אנרגיה. החוק השני קובע כי אנרגיה תרמית, או חום, היא מיוחדת בין סוגי האנרגיות: ניתן להמיר את כל צורות האנרגיה לחום, אך באופן שאינו הפיך; לא ניתן להמיר את החום במלואו לצורתו המקורית.
החוק השני של התרמודינמיקה קובע כי לאנרגיה יש איכות וגם כמות. החוק הראשון עוסק בכמות האנרגיה והפיכת האנרגיה מצורה אחת לאחרת ללא התחשבות באיכותה. שמירה על איכות האנרגיה מהווה דאגה מרכזית למהנדסים, והחוק השני מספק את האמצעים הדרושים לקביעת האיכות, כמו גם את מידת ההשפלה של האנרגיה במהלך תהליך פיזי. החוק השני מוביל להגדרת נכס חדש הנקרא אנטרופיה. אנטרופיה היא מאפיין מופשט במקצת, וקשה לתת תיאור פיזי שלה מבלי להתחשב במצבה המיקרוסקופי של המערכת.
החוק השני של התרמודינמיקה חשוב למהנדסים מכיוון שהוא מספק דרך לקבוע את האיכות, כמו גם את כמות ההשפלה של האנרגיה במהלך תהליך. הוא משמש גם לקביעת הגבולות התאורטיים העליונים לביצועי מערכות הנדסיות רבות, כגון מקררים, מנועי בעירה פנימית וכורים כימיים. כיום, התועלת בחוק השני של התרמודינמיקה אינה רק בתעשייה הכבדה ובמכונות אלא גם בשיפור הביצועים של מכשירים אלקטרוניים מיקרו. אנו בוחנים את הביצועים של מכשירים ומערכות הנדסיים לאור החוק השני של התרמודינמיקה. דור האנטרופיה משקף מאוד את התופעות הפיזיקליות וזה בא לידי ביטוי בחוק השני של התרמודינמיקה.