Termodynamika je studium energie, tepla a práce v systémech. Začala v 19. století, poháněna potřebou porozumět parním strojům. Od té doby se stala jednou z nejzákladnějších oblastí fyziky. Termodynamika je postavena na čtyřech zákonech. Nultý zákon definuje teplotu. První zákon je zákon zachování energie. Druhý zákon říká, že entropie má tendenci se zvyšovat. Třetí zákon říká, že absolutní nuly nelze dosáhnout. Tyto zákony společně popisují, jak se energie pohybuje a mění ve fyzikálních systémech.

Termodynamika se netýká jen motorů. Platí pro chemii, biologii, geologii a kosmologii. Vysvětluje, proč teplo proudí z teplého do studeného, ​​proč jsou perpetuum mobile nemožné a proč vesmír tíhne k neuspořádanosti. Používá se k návrhu elektráren, ledniček a klimatizací. Používá se k pochopení metabolismu živých organismů. Používá se ke studiu raného vesmíru, kde byly teploty extrémní. Termodynamika je makroskopická teorie. Popisuje systémy z hlediska tlaku, objemu, teploty a entropie, bez odkazu na jednotlivé částice. Statistická mechanika spojuje tyto makroskopické veličiny s mikroskopickým chováním atomů a molekul.

Zákony termodynamiky

• Zeroth. Definuje teplotu.
• First. Energie se zachovává.
• Za druhé. Entropie má tendenci se zvyšovat.
• Third. Absolutní nula je nedosažitelná.

Termodynamika není totéž co statistická mechanika. Termodynamika je makroskopická. Statistická mechanika je mikroskopická.