Embora a energia térmica, ou calor, possa ser usada para realizar trabalho, geralmente não é utilizável por dois motivos principais:

1. Perda de energia devido à entropia :A energia térmica é uma forma de energia microscópica desorganizada, e transferir completamente essa energia em trabalho utilizável é um desafio devido ao conceito de entropia. Durante qualquer transferência ou transformação de energia, alguma quantidade de energia é perdida como calor inutilizável devido às irreversibilidades e à natureza aleatória dos movimentos moleculares. Essa energia fica indisponível para realizar um trabalho útil.

2. Teorema de Carnot e eficiência da máquina térmica :A eficiência de uma máquina térmica, que converte energia térmica em trabalho mecânico, é limitada pelo teorema de Carnot. Este teorema afirma que a eficiência teórica máxima de uma máquina térmica operando entre duas temperaturas dadas é determinada pela diferença entre essas temperaturas. Mesmo em condições ideais, uma parte significativa da energia térmica é perdida como calor residual, limitando a utilização da energia térmica para o trabalho.

Na prática, os motores térmicos reais sofrem ainda de ineficiências adicionais devido ao atrito, perdas mecânicas e outros fatores. Como resultado, o trabalho utilizável global obtido a partir da energia térmica é normalmente muito inferior à eficiência teórica máxima prevista pelo teorema de Carnot.

No entanto, é importante notar que embora a conversão de toda a energia térmica em trabalho utilizável seja um desafio, existem formas práticas de aproveitar e utilizar o calor para vários fins, como a geração de electricidade através de centrais térmicas ou a utilização de energia geotérmica para aquecimento e produção de electricidade.