Termodynamikk er studiet av energi, varme og arbeid i systemer. Det startet på 1800-tallet, drevet av behovet for å forstå dampmaskiner. Det har siden blitt en av de mest grunnleggende grenene innen fysikk. Termodynamikk er bygget på fire lover. Den nullte loven definerer temperatur. Den første loven er energibevaring. Den andre loven sier at entropien har en tendens til å øke. Den tredje loven sier at det absolutte nullpunktet ikke kan nås. Sammen beskriver disse lovene hvordan energi beveger seg og endrer seg i fysiske systemer.

Termodynamikk handler ikke bare om motorer. Det gjelder kjemi, biologi, geologi og kosmologi. Det forklarer hvorfor varme flyter fra varmt til kaldt, hvorfor evighetsmaskiner er umulige, og hvorfor universet har en tendens mot uorden. Det brukes til å designe kraftverk, kjøleskap og klimaanlegg. Det brukes til å forstå metabolismen til levende organismer. Det brukes til å studere det tidlige universet, der temperaturene var ekstreme. Termodynamikk er en makroskopisk teori. Den beskriver systemer i form av trykk, volum, temperatur og entropi, uten referanse til individuelle partikler. Statistisk mekanikk kobler disse makroskopiske størrelsene til den mikroskopiske oppførselen til atomer og molekyler.

Termodynamikkens lover

• Zeroth.
• Først.
• Second.
• Tredje.

Termodynamikk er ikke det samme som statistisk mekanikk. Termodynamikk er makroskopisk. Statistisk mekanikk er mikroskopisk.