В традиционном изложении термодинамики выравнивание температур при теплообмене является одним из оснований теории. Это т.н. второе начало термодинамики в формулировке Клаузиуса: теплота не может переходить самопроизвольно от более холодного тела к более тёплому, также невозможен и любой процесс, единственным результатом которого был бы переход теплоты от более холодного тела к более тёплому. Под теплотой здесь следует понимать тепловую энергию.
Действительно, предполагается что рассматриваемые тела имеют температуру, поэтому они являются рассеивающими системами. Предполагается, что в качестве промежуточных звеньев в контакте могут участвовать только рассеивающие системы или нейтральные системы (которые не рассеивают энергию по своим степеням свободы, но и не собирают энергию в какую-то часть из них). В такой системе переход энергии от части с меньшей температурой к части с большей температурой был бы нарушением стремления системы к равномерному распределению её энергии по степеням свободы. Таким образом, в текущем изложении термодинамики «второе начало» является не началом, а следствием.