المفاهيم الأساسية
المفاهيم الأساسية في الديناميكا الحرارية هي كمية الحرارة ودرجة الحرارة والحرارة النوعية.
كمية الحرارة
الحرارة هي إحدى صور الطاقة وتنتقل من نقطة لأخرى أو من جسم لآخر إذا كان هناك
فرق في درجات الحرارة، وتقاس كمية الحرارة بوحدة الطاقة وهي الجول
درجة الحرارة هي مقياس الاتزان الحراري ونعني بهذا الحالة التي عندها لا تنتقل الحرارة من نقطة لأخرى وذلك لعدم وجود فارق في درجات الحرارة. وتقاس الحرارة بوحدات مئوية أو فهرنهتية أو مطلقة. وتقاس درجات الحرارة بأنواع مختلفة من مقاييس الحرارة أهمها مقياس الحرارة السائلي، ومقياس الحرارة الغازي،
ومقياس الحرارة البلاتيني، ومقياس الحرارة ذو المزدوجة الحرارية، وأخيراً مقياس الحرارة المسمى بالبيومتر الضوئي.
الديناميكا الحرارية أو التحريك الحراري أو الثرموديناميك (بالإنجليزية: Thermodynamics)
تعبر عن أحد فروع الميكانيكا الإحصائي الذي يدرس خواص انتقال الشكل الحراري للطاقة بشكل
خاص وتحولاته إلى أشكال أخرى من الطاقة. يقوم هذا العلم باستخدام الميكانيك الإحصائي لصياغة
القوانين التي تحكم تحول الطاقة من شكل إلى شكل، والاتجاه الذي تفضله الطاقة الحرارية في انتقالها،
والطاقة المتاح تحويلها إلى شغل (بالإنجليزية: Work).
معظم هذه الدراسات تعتمد على فكرة أن أي نظام معزول (بالإنجليزية: Isolated System) في
أي مكان من الكون يحتوي على كمية فيزيائية قابلة للقياس تسمى الطاقة الداخلية للنظام ويرمز لها
بالرمز (U). وتمثل هذه الطاقة الداخلية مجموع الطاقة الكامنة (بالإنجليزية: Potential Energy) والطاقة الحركية (بالإنجليزية: Kinetic Energy) للذرات والجزيئات ضمن النظام، أي جميع الأنماط التي يمكن
أن تنتقل مباشرة كالحرارة، وبالتالي يتم استثناء الطاقة الكيميائية (المختزنة في الروابط الكيميائية) أو
الطاقة النووية (الموجودة في نوى الذرات) باعتبارها أشكال طاقية لا يمكن نقلها ضمن الشروط الطبيعية.
تبقى الطاقة الداخلية (U) ثابتة حتى يتم فك العزل عن النظام فيصبح قادراً على تبادل الطاقة أو المادة منه وإليه،
عندئذ يمكن للطاقة الداخلية أن تتغير عن طريق انتقال المادة أو انتقال الحرارة أو إنجاز عمل.