ترمودینامیک شاخه ای از فیزیک است که به گرما، کار و دما و رابطه آنها با انرژی، تابش و خواص فیزیکی ماده می پردازد. همچنین توضیح می دهد که چگونه انرژی حرارتی به اشکال دیگر انرژی و از آن تبدیل می شود و چگونه بر ماده تأثیر می گذارد. رشته ترمودینامیک در علوم و مهندسی، از جمله فیزیک، شیمی و فراتر از آن، اساسی است.
مطالعه ترمودینامیک حول چند مفهوم اصلی می چرخد که توسط چهار قانون به نام های صفر، اول، دوم و سوم قانون ترمودینامیک اداره می شود.
دما معیاری از میانگین انرژی جنبشی ذرات یک سیستم است. این یک ویژگی فشرده است که به اندازه سیستم بستگی ندارد. از طرف دیگر گرما نوعی انتقال انرژی بین سیستم ها یا اجسام با دماهای مختلف است. گرما از اجسام با دمای بالاتر به اجسام با دمای پایین تر جریان می یابد تا زمانی که تعادل حرارتی حاصل شود.
در ترمودینامیک، کار به انرژی ای اطلاق می شود که توسط یک سیستم به محیط اطراف خود یا بالعکس، در اثر نیرویی که از طریق فاصله وارد می شود، منتقل می شود. انرژی در زمینه ترمودینامیکی ظرفیت انجام کار است و به اشکال مختلفی مانند انرژی جنبشی، پتانسیل و حرارتی وجود دارد.
آنتروپی یک مفهوم اصلی در درک قانون دوم ترمودینامیک است. نشان دهنده میزان بی نظمی یا تصادفی بودن در یک سیستم است. قانون نشان می دهد که فرآیندها در جهتی رخ می دهند که آنتروپی کل جهان را افزایش می دهد.
ترمودینامیک در زمینه‌ها و صنایع مختلف از جمله موتورهای خودرو، تبرید، تهویه مطبوع، نیروگاه‌ها و حتی در درک فرآیندهای بیولوژیکی نقش اساسی دارد.
درک ترمودینامیک برای درک اصول اساسی پدیده های روزمره و کاربردهای مختلف تکنولوژیکی ضروری است. از توضیح اینکه چرا گرما از یک جسم گرم به یک جسم سرد جریان می یابد، تا عملکرد نیروگاه های پیچیده و قوانین اساسی حاکم بر جهان، ترمودینامیک چارچوبی برای تجزیه و تحلیل سیستم های انرژی فراهم می کند. با کاوش در روابط بین گرما، کار، دما و انرژی، بینش هایی در مورد دنیای فیزیکی به دست می آوریم که برای رشته های علمی و مهندسی بسیار مهم است. همانطور که عمیق تر به ترمودینامیک می پردازیم، پتانسیل پیشرفت در فناوری و درک بهتر جهان طبیعی را باز می کنیم.
