Los esfuerzos de los ingenieros para perfeccionar el rendimiento de las máquinas llevaron al físico e ingeniero militar francés Nicolas L. S. Carnot a la formulación de las leyes de la termodinámica en 1824. Éstas son leyes inspiradas en la experiencia sin embargo con una destacada base teórica, y son elementales para incrementar el rendimiento del uso que hacemos de las cada día más insuficientes reservas de energía de combustibles fósiles. El hallazgo de que la energía no se hace ni se destruye debería desalentar a los autores de máquinas de movimiento perpetuo, sin embargo la segunda ley de la termodinámica supone un límite más complejo al rendimiento de cualquier motor de calor, ya sea una turbina o el motor de un automóvil. Por ejemplo, si en una turbina de vapor la temperatura del vapor de admisión tiene un valor Tcaliente, y la temperatura de salida de la turbina a la que ha generado girar tiene un valor Tfrío.
Por esta razón, en la práctica, el rendimiento de la conversión de las grandes centrales eléctricas de vapor que funcionan con carbón o petróleo es de menos del 40%, y el de los motores de gasolina de automóviles es de menos del 20%. El resto de la energía se disipa en forma de calor, aunque en el caso de los motores de automóviles dicho calor se puede emplear para la calefacción de la cabina.
El bajo rendimiento con el que generamos nuestra energía o propulsamos nuestros automóviles, una consecuencia de las leyes físicas más que de la negligencia, hace cavilar que los futuros adelantos en el rendimiento de la energía serán la consecuencia tanto de novedosos progresos tecnológicos como de la reducción consciente del consumo de energía.
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