Многие процессы, допустимые с точки зрения закона сохранения энергии, никогда не происходят в действительности по нескольким причинам:

• Необратимость реальных процессов. 1 Они могут самопроизвольно протекать лишь в одном определённом направлении, в обратном направлении — только при внешнем воздействии. 1 Например, при диффузии выравнивание концентрации происходит самопроизвольно, но обратный процесс, то есть разделение смеси газов на составляющие её компоненты, никогда не произойдёт. 1
• Отсутствие самопроизвольного перехода энергии от менее нагретого к более нагретому телу. 1 Первый закон термодинамики допускает такой переход, но в природе он не происходит. 1 Например, кубик льда, брошенный в сосуд с водой, не будет охлаждаться ещё больше, а наоборот, некоторое количество теплоты будет самопроизвольно переходить от тёплой воды к холодному кубику льда, пока в системе «лёд—вода» не установится тепловое равновесие. 1
• Невыполнение закона сохранения энергии в открытых системах. 5 В таких системах энергия может уйти из системы или, наоборот, прийти туда, поэтому в них закон сохранения энергии не выполняется локально. 5