Termodynamik, läran om energi, speciellt värmens natur, dess omvandling till andra energiformer och dess möjlighet att uträtta arbete. Det är nära relaterat till statistisk mekanik från vilket många termodynamiska relationer kan härledas. Termodynamiken utgår från system i jämvikt.
Det har diskuterats att termodynamik namngavs fel eftersom det inte relaterar till förändringsförlopp. Ett bättre namn skulle därför vara termostatik eftersom begreppet termodynamik relaterar hur vissa kemiska reaktioner är möjliga men inte hur snabbt förloppet går.
Termodynamiken har tre (fyra) huvudsatser som huvudsakligen är empiriskt härledda: 0. Nollte huvudsatsen: Om två system förs i kontakt med varandra kommer de att utbyta energi eller materia tills de är i jämviktsläge.
1. Första huvudsatsen eller energiprincipen: Värme som flödar in till ett system är lika med summan av ändringen i inre energi plus arbete som uträttas av systemet.
2.Andra huvudsatsen eller entropiprincipen: Värme flödar från varmt till kallt.
3.Tredje huvudsatsen: Alla processer upphör vid absoluta nollpunkten.
Den grundläggande abstraktionen är att man kan dela upp världen i system som åtskiljs av reella eller fiktiva gränser eller gränsskikt. System som inte är under betraktelse förs samman till ett stort system eller omgivning. Det är även möjligt att dela in ett system i delsystem, eller att gruppera ihop flera system till ett större system.
Det finns tre typer av system beroende hur utbytet (av energi och materia) äger rum mellan systemet och dess omgivning.
Nedan är en förteckning över de viktigaste bereppen i termodynamik, och de symboler som brukar användas för att beteckna dem.