Termodinamik; ısı, iş, sıcaklık ve enerji arasındaki ilişki ile ilgilenen bilim dalıdır. Basit bir ifadeyle termodinamik, enerjinin bir yerden başka bir yere ve bir biçimden başka bir biçime transferi ile ilgilenir. Bu süreçteki anahtar kavram, ısının, belirli bir mekanik işe denk gelen bir enerji biçimi olmasıdır.
İdeal gaz yasası, sadece teoride olan ideal gazların durumları hakkında denklemler sağlayan bir yasadır. Bir miktar gazın durumu; basıncı, hacmi ve sıcaklığına göre belli olur. Bu denklem aşağıdaki gibidir:
- P paskal olarak basınç,
- V kübik metre olarak hacim,
- n gazın mol sayısı,
- R gaz sabiti
- T Kelvin olarak sıcaklık
Termodinamik çevrim, bir veya daha çok hal değişimi gerçekleştiren, iş veya enerji üreterek veya enerjiyi transfer ederek ilk haline dönen bir çalışma akışkanı içeren çevrimlerdir. Tabloda termodinamik çevrimlerin listesi verilmiştir.
Isı iletimi ya da kondüksiyon, madde veya cismin bir tarafından diğer tarafına ısının iletilmesi ile oluşan ısı transferinin bir çeşididir.
Fizik, fiziksel kimya ve mühendislikte akışkanlar dinamiği, akışkanların akışını tanımlayan akışkanlar mekaniğinin bir alt disiplinidir. Aerodinamik ve hidrodinamik dahil olmak üzere çeşitli alt disiplinleri vardır. Akışkanlar dinamiğinin, uçaklardaki kuvvetlerin ve momentlerin hesaplanması, boru hatları boyunca petrolün Kütle akış hızının belirlenmesi, hava durumu modellerinin tahmin edilmesi, uzaydaki bulutsuların anlaşılması ve fisyon silahı patlamasının modellenmesi dahil olmak üzere geniş bir uygulama yelpazesi vardır.
Elektrokimya, kimya biliminin bir alt dalı olup elektronik bir iletken ile iyonik bir iletken (elektrolit) arayüzeyinde gerçekleşen reaksiyonları inceler. Elektrokimyada amaç kimyasal enerji ve elektrik enerjisi arasındaki değişimi incelemektir.
Hâl denklemi, fizik ve termodinamikte hâl değişkenleri arasındaki bir ilişkidir. Daha spesifik olarak hâl denklemi belirli fiziksel koşullar altında bir maddenin hâlini belirten termodinamik bir denklemdir. Maddenin sıcaklık, basınç, hacim ve iç enerjisiyle alakalı iki veya daha fazla hâl fonksiyonu arasında bağ kuran yapıcı bir denklemdir. Hâl denklemleri sıvıların, sıvı karışımlarının, katıların ve hatta yıldızların içlerini açıklamada da kullanılır
Termodinamiğin(Isıldevinimin) ikinci yasası, izole sistemlerin entropisinin asla azalamayacağını belirtir. Bunun sebebini izole sistemlerin termodinamik dengeden spontane olarak oluşmasıyla açıklar. Buna benzer olarak sürekli çalışan makinelerin ikinci kanunu imkânsızdır.
Gibbs serbest enerjisi entalpiden, entropi ve mutlak sıcaklığın çarpımının çıkarılmasıyla elde edilen termodinamik bir değişkendir. Genel olarak kimyasal bir reaksiyonun enerji potansiyelinin işe dönüştürülebilmesiyle ilgilidir.
Ekserji verimi, termodinamiğin ikinci kanununa göre verimliliği hesaplar. Bir tesisin, mekanizmanın veya sistemin oluşturduğu ve faydalı iş için gereken toplam ekserjilerin, yine aynı sistemdeki kütle akışı veya enerji kaynaklarının potansiyel ekserjilerinin toplamına oranını ifade eder.
Joule genişlemesi termodinamikte (ısıdevinimsel) geri dönülmez (tersinemez) bir süreçtir. Burada ısısal olarak yalıtılmış bölmeli kabın bir tarafına belli bir hacimde gaz konur, kalan diğer tarafı ise boşaltılmıştır. Kabın ortasındaki engel kaldırılır ve bir taraftaki gaz tüm kaba yayılır.
Termodinamik'in üçüncü yasası bazen ‘mutlak sıfır sıcaklığında dengede olan sistemlerin özelliklerine ilişkin’ olarak şu şekilde tanımlanır:
İstatistiksel mekanik, entropinin yarı-klasik türevinde parçacıkların ayırt edilemezliklerini hesaba almaz, kapsamlı olmayan bir entropi ifadesi verir. Bu, Josiah Willard Gibbs'den sonra, Gibbs paradoksu olarak bilinen bir paradoksa yol açar. Paradoks kapalı sistemlerin entropisini azaltmak için termodinamiğin ikinci yasasını ihlale izin verir. Konuyla ilgili bir paradoks da "karıştırma paradoks" udur. Eğer entropi tanımının parçacık permütasyonu göz ardı edilerek değiştirilmesi gerektiğini göz önüne alırsak, paradoks önlenir.
Gibbs-Helmholtz denklemi Sıcaklık'ın bir fonksiyonu olarak bir sistemin Gibbs enerjisi içindeki değişikliklerini hesaplamak için kullanılan termodinamik denklemdir. Adını Josiah Willard Gibbs ve Hermann von Helmholtz'den almıştır.
Trouton yasası çoğu sıvının kaynama noktası sırasındaki buharlaşma entropisinin yaklaşık 85-88 J K−1 mol−1, olduğunu söyler Bu buharlaşma entropisi buharlaşma entalpisinin kaynama sıcaklığına oranıdır. Yasa ismini Frederick Thomas Trouton'dan almıştır.
Darcy yasası 
, bir sıvının gözenekli bir ortamdan akışını tanımlayan bir denklemdir. Yasa, yer bilimlerinin bir kolu olan hidrojeolojinin temeldir. Kum yataklarından su akışı ile ilgili deneylerin sonucu.
Konukçu-konuk kimyası; Supramoleküler kimyada tam kovalent bağlar dışındaki kuvvetler tarafından benzersiz yapısal ilişkilerde bir arada tutulan iki veya daha fazla molekül ya da iyondan oluşan kompleksleri tanımlar. Kovalent olmayan bağlanma yoluyla moleküler tanıma ve etkileşim fikrini kapsar. Kovalent olmayan bağlanma, proteinler gibi büyük moleküllerin 3 boyutlu yapısının korunmasında kritik öneme sahiptir ve büyük moleküllerin spesifik olarak ancak geçici olarak birbirine bağlandığı birçok biyolojik süreçte yer alır.
Elektrokimyada Nernst denklemi, bir elektrokimyasal reaksiyonun indirgenme potansiyelini ; indirgeme ve oksidasyona uğrayan kimyasal türlerin standart elektrot potansiyeli, sıcaklığı ve aktiflikleri ile ilişkilendiren bir denklemdir. Denklemi formüle eden Alman fiziksel kimyacı Walther Nernst'in adını almıştır.
Hissedilir ısı, bir cisim veya termodinamik sistem tarafından değiştirilen ısı olup, burada ısı değişimi cismin veya sistemin sıcaklığını ve cismin veya sistemin bazı makroskobik değişkenlerini değiştirir, ancak hacim veya basınç gibi cisim veya sistemin diğer bazı makroskopik değişkenlerini değiştirmeden bırakır.
Termodinamikte izovolümetrik süreç veya izometrik süreç olarak da adlandırılan izokorik süreç kapalı sistem hacminin sabit kalması demektir. İzokorik bir süreç, kapalı, elastik olmayan bir kabın içeriğinin ısıtılması veya soğutulması ile örneklendirilebilir. Kapalı sistem kabın içeriğinin dışarıya karşı izole olmasıdır. Kap deforme olmaz ve hacmi termodinamik süreç boyunca sabit kalırsa bu bir izokorik süreç örneğidir.
