能量守恒定律是自然界物質形態變化的一個基本定律,但其逆表述不一定成立,即凡是能滿足能量守恒定律的過程并不一定都能自發進行。這意味著,自然界中一切自發進行的宏觀過程,除了必須滿足能量守恒定律之外,還有一個留待確定的過程自發進行的方向性問題。把有序與無序觀點和宏觀過程進行的方向性問題聯系起來研究對非平衡態熱力學來說是重要的。在非平衡態熱力學中,熵平衡方程有重要作用。對孤立系統而言,自發過程進行的方向只能是從有序到無序(例如,靜止大氣謂之無序,而有臺風等天氣系統的大氣則為有序),相反的過程是不可能的。但大氣系統并不是孤立系統,而是開放系統。對于開放系統在遠離平衡態的條件下形成有序的問題正在與所謂耗散結構問題聯系起來。看來,耗散結構理論如何應用于氣象科學是值得注意的一個方面。