La termodinámica es la rama de la física que se dedica al estudio de las relaciones entre el calor y el resto de las formas de energía. Analiza, por lo tanto, los efectos de los cambios de temperatura, presión, densidad, masa y volumen en los sistemas a nivel macroscópico.
La base de la termodinámica es todo lo referente a la circulación de la energía, un fenómeno capaz de infundir movimiento a los cuerpos. La primera ley de la termodinámica, que se conoce como el principio de conservación de la energía, señala que, si un sistema intercambia calor con otro, su propia energía interna cambiará. El calor, en este sentido, es la energía necesaria que debe intercambiar un sistema para compensar las diferencias entre el trabajo y la energía interna.
La segunda ley de la termodinámica supone distintas restricciones para las transferencias de energía que, en hipótesis, podrían llevarse a cabo si se tiene en cuenta la primera ley. El segundo principio regula dirección en la que se llevan a cabo los procesos termodinámicos e impone la imposibilidad de que se desarrollen en sentido contrario. Cabe destacar que esta segunda ley se apoya en la entropía, una magnitud física encargada de medir la parte de la energía que no puede usarse para producir trabajo.
La tercera ley de la termodinámica, por último, destaca que es imposible alcanzar una temperatura que sea igual al cero absoluto a través de un número finito de procesos físicos.
Entre los procesos termodinámicos, se destacan los isotérmicos (no cambia la temperatura), los isócoros (no cambia el volumen), los isobáricos (no cambia la presión) y los adiabáticos (no hay transferencia de calor).
