อุณหพลศาสตร์เป็นศาสตร์ที่ครอบคลุมความสัมพันธ์ระหว่างความร้อนและพลังงานอื่น ๆ อุณหพลศาสตร์ถูกค้นพบและศึกษาเริ่มต้นในปี 1800 ในเวลานั้นมันเชื่อมโยงและได้รับความสำคัญเนื่องจากการใช้เครื่องยนต์ไอน้ำ
อุณหพลศาสตร์สามารถแบ่งออกเป็นสี่กฎหมาย แม้ว่าจะมีการเพิ่มกฎของอุณหพลศาสตร์หลังจากอีกสามกฎ แต่กฎซีโร ธ มักจะถูกกล่าวถึงก่อน มันบอกว่าถ้าทั้งสองระบบอยู่ในดุลยภาพทางความร้อนกับระบบที่สามแล้วพวกเขาก็จะอยู่ในสมดุลความร้อนซึ่งกันและกัน กล่าวอีกนัยหนึ่งถ้าทั้งสองระบบมีอุณหภูมิเดียวกันกับระบบที่สามแล้วทั้งสามเป็นอุณหภูมิเดียวกัน
กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์กล่าวว่าพลังงานทั้งหมดของระบบยังคงไม่เปลี่ยนแปลงแม้ว่ามันจะถูกแปลงจากรูปแบบหนึ่งไปเป็นอีกรูปแบบหนึ่ง ตัวอย่างเช่นพลังงานจลน์ - พลังงานที่วัตถุครอบครองเมื่อมันเคลื่อนที่ - ถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อนเมื่อผู้ขับขี่กดเบรกบนรถเพื่อชะลอความเร็วลง มักจะมีวลีที่จะช่วยให้ผู้คนจำกฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์:“ งานคือความร้อนและความร้อนก็เป็นงาน” โดยทั่วไปงานและความร้อนนั้นเทียบเท่ากัน
กฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์เป็นหนึ่งในกฎพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์ มันบอกว่าความร้อนไม่สามารถไหลไปยังระบบที่อุณหภูมิสูงขึ้นจากระบบที่อุณหภูมิต่ำกว่าด้วยความตั้งใจของตัวเอง สำหรับการกระทำที่จะเกิดขึ้นต้องทำงาน หากวางน้ำแข็งไว้ในน้ำอุ่นถ้วยน้ำแข็งก็จะละลายเมื่อความร้อนจากน้ำไหลเข้ามา ผลลัพธ์ที่ได้คือถ้วยน้ำที่เย็นกว่าเล็กน้อย ก้อนน้ำแข็งสามารถก่อตัวได้ก็ต่อเมื่อมีการใช้พลังงาน
อีกตัวอย่างของกฎหมายที่สองที่ทำงานร่วมกับการเติมพลังงานเท่านั้นที่สามารถมองเห็นได้ด้วยตู้เย็นรุ่นเก่า ในกรณีนั้นความเย็นภายในตู้เย็นจะทำให้ด้านนอกอบอุ่น ดังนั้นงานเสร็จและงานทำให้ความร้อน งานเสร็จสมบูรณ์โดยปั๊มของตู้เย็น
กฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ก็บอกว่าสิ่งต่าง ๆ จะเสื่อมสภาพ ตัวอย่างเช่นหากบ้านอิฐถูกทิ้งให้อยู่ในสภาพที่ไม่มีใครอยู่บ้านก็จะพังทลายจากลมฝนความหนาวเย็นและสภาพอากาศอื่น ๆ อย่างไรก็ตามหากกองอิฐหากปล่อยทิ้งไว้โดยไม่มีใครดูแลก็จะไม่สร้างบ้านเว้นแต่จะมีการเพิ่มงานลงในส่วนผสม
กฎข้อที่สามของอุณหพลศาสตร์กล่าวว่าการเปลี่ยนแปลงของเอนโทรปีของระบบเมื่อมันเปลี่ยนจากรูปแบบหนึ่งไปเป็นอีกรูปแบบหนึ่งจะเข้าใกล้ศูนย์เนื่องจากอุณหภูมิของมันใกล้ศูนย์ในระดับเคลวิน ศูนย์ในระดับเคลวินคือขีด จำกัด ล่างที่แน่นอนสำหรับอุณหภูมิ - เมื่ออะตอมและโมเลกุลมีพลังงานน้อยที่สุด เอนโทรปีหมายถึงความพร้อมของพลังงานของระบบในการทำงาน ดังนั้นมันจึงตามมาว่ามีระดับเอนโทรปีที่แน่นอน ดังนั้นไม่มีระบบจริงใดที่สามารถเข้าถึงศูนย์ได้ในระดับเคลวิน
