Nhiệt động lực học là ngành nghiên cứu về năng lượng, nhiệt và công trong các hệ thống. Ngành này bắt đầu từ thế kỷ 19, xuất phát từ nhu cầu tìm hiểu về động cơ hơi nước. Từ đó, nó đã trở thành một trong những nhánh vật lý cơ bản nhất. Nhiệt động lực học được xây dựng trên bốn định luật. Định luật thứ không định nghĩa nhiệt độ. Định luật thứ nhất là định luật bảo toàn năng lượng. Định luật thứ hai nói rằng entropy có xu hướng tăng lên. Định luật thứ ba nói rằng nhiệt độ tuyệt đối không thể đạt được. Cùng nhau, các định luật này mô tả cách năng lượng di chuyển và thay đổi trong các hệ thống vật lý.

Nhiệt động lực học không chỉ liên quan đến động cơ. Nó được ứng dụng trong hóa học, sinh học, địa chất và vũ trụ học. Nó giải thích tại sao nhiệt truyền từ nơi nóng sang nơi lạnh, tại sao máy chuyển động vĩnh cửu là bất khả thi và tại sao vũ trụ có xu hướng hỗn loạn. Nó được sử dụng để thiết kế các nhà máy điện, tủ lạnh và máy điều hòa không khí. Nó được sử dụng để hiểu quá trình trao đổi chất của các sinh vật sống. Nó được sử dụng để nghiên cứu vũ trụ sơ khai, nơi nhiệt độ cực kỳ khắc nghiệt. Nhiệt động lực học là một lý thuyết vĩ mô. Nó mô tả các hệ thống dựa trên áp suất, thể tích, nhiệt độ và entropy, mà không đề cập đến các hạt riêng lẻ. Cơ học thống kê kết nối các đại lượng vĩ mô đó với hành vi vi mô của các nguyên tử và phân tử.

Các định luật nhiệt động lực học

• Zeroth.
• Đầu tiên.
• Thứ hai.
• Thứ ba.

Nhiệt động lực học không giống với cơ học thống kê. Nhiệt động lực học thuộc phạm vi vĩ mô. Cơ học thống kê thuộc phạm vi vi mô.