TERMODİNAMİK mekanik enerji ile ısı enerjisinin birbirine dönüşmesini ve buna ilişkin sorunları inceleyen fizik dalı. Bu bilimde, dıştan pozitif ya da negatif anlamda bir miktar ısı ve yine pozitif ya da negatif anlamda bir mekanik güç alarak, başka hiç bir enerji biçiminden yararlanmaksızın değişikliğe uğrayan bir cisimler sistemi söz konusudur.
Sistemin son durumu ile başlangıçtaki durumu özdeş ise bu dönüşüme ”çevrim” adı verilir; eğer böyle bir özdeşlik yoksa dönüşüme “açık” denir. Söz konusu dönüşüm tersinebilir ya da tersinemez. Termodinamik iki ilkeye dayanır.
1- Eşdeğerlik ilkesi: Q ısı miktarı ve W mekanik güç olmak üzere çevrimsel bir dönüşüm için Q ve W birbirine karşıt işaretlerdir ve bunlar arasındaki ilişki sistemin ve dönüşümlerin doğasından bağımsız, değişmez bir değer taşır: JQ-W=O ve kalori olarak J=4, 185 joule. Açık bir değişim ya da dönüşüm içinse JQ-W miktarı ancak başlangıç durumu ile sonuç durumuna bağlıdır.
2 Carnot ilkesi: Sıcaklık ve iş arasındaki bağıntıyı açıklar. Buna göre sıcaklık düşmesi olmadan ısı işe dönüşemez. Ya da şöyle denebilir: Termik bir makine, sıcak bir ısı kaynağından soğuk bir ısı kaynağına geçmeksizin çalışmaz. İşte bu geçiş esnasında aradaki fark işe dönüşür. Tersinir bir çevrim için, termik bir motorun verimi her iki kaynağın sıcaklıklarına bağlıdır.
Termodinamiğin ilkelerinden buharlaşma, ergime, katılaşma, termoelektrik olgular, piller alanında yararlanılır ve özellikle buhar makinesinin çalışmasıyla ilgili pratik sonuçlar elde edilir.