Термодинамика изучает общие закономерности взаимных превращений различных форм движения материи, происходящих в макроскопических системах, и физические свойства тел, участвующих в этих превращениях.
В зависимости от круга рассматриваемых вопросов различают техническую, химическую термодинамику, термодинамику биологических систем и др.
Техническая термодинамика изучает закономерности взаимного превращения теплоты в работу, а также свойства тел, принимающих участие в этом превращении и используемых в тепловых машинах различного вида.
Тепловое движение обусловлено движением и взаимодействием между собой большого числа микрочастиц. Известны два метода изучения тепловой формы движения материи. Метод статической физики основывается на молекулярной модели физических систем и использует возможности математической теории вероятности. Термодинамический метод устанавливает связь между макроскопическими параметрами, определяющими изменение состояния системы, и не требует обращения к молекулярной структуре вещества. Такой подход удобен и достаточен для решения большинства практических задач.
Взаимное превращение теплоты в работу в тепловых машинах можно осуществить с помощью таких веществ, которые обладают свойством существенно изменять свой объем в процессах подведения и отведения теплоты. Такие вещества называют рабочим телом.
Тело, сообщающее рассматриваемой термодинамической системе энергию в виде теплоты, называют нагревателем (теплоотдатчиком).
Тело, получающее от рассматриваемой термодинамической системы энергию в виде теплоты, называют холодильником (теплоприемником).
В основе термодинамики находятся фундаментальные законы природы, принимаемые за аксиомы, т.е. утверждения не требующие доказательств. Из этих аксиом выводятся все закономерности и следствия. Фундаментальные законы представляют собой обобщение опыта и называются началом термодинамики.
Первый закон (начало) термодинамики устанавливает количественное соотношение закона сохранения и превращения энергии применительно к термодинамическим системам.
Второй закон термодинамики указывает на качественное отличие формы передачи энергии в виде теплоты и связь с присваивали изменения энтропии в обратимых и не обратимых процессах.
Более ограниченное значение имеет третье начало термодинамики (теорема Нернста), определяющее численное значение одной из наиболее существенных функций - термодинамической (энтропии) в состоянии равновесия при температуре абсолютного нуля.