冷凝器的必要性基于热力学定律——根据热力学定律，封闭系统内部热能自发的流动方向是单向的，即只能从高热流向低热，在微观表现为承载热能的微观粒子只能由有序变成无序。所以，一个热机在有能量输入做功的同时，下游也必须有能量放出，这样上下游才会有热能差距，热能的流动才会成为可能，循环才会继续下去。所以，如果想让承载物重新做功，必须先把没有完全释放的热能释放干净，这时候需要用到冷凝器。如果周围的热能比冷凝器中的温度还要高的话，为了使得冷凝器降温，必须人为做功（一般来说是使用压缩机）。冷凝后的流体重新回归高有序、低热能的状态，可以重新做功。