الديناميكا الحرارية هي الانضباط الذي يتعامل ، في علم الأم ، الفيزياء ، مع دراسة العلاقات القائمة بين الحرارة وبقية أشكال الطاقة . من بين القضايا الأخرى ، تتعامل الديناميكا الحرارية مع تحليل التأثيرات الناتجة عن تغيرات الحجم مثل: درجة الحرارة ، الكثافة ، الضغط ، الكتلة ، الحجم ، في الأنظمة وعلى المستوى الماكروسكوبي.

الأساس الذي تقوم عليه جميع دراسات الديناميكا الحرارية هو تداول الطاقة وكيف أنها قادرة على غرس الحركة.

تجدر الإشارة إلى أن هذا السؤال بالتحديد هو الذي عزز تطور هذا العلم ، حيث أن أصله يرجع إلى الحاجة إلى زيادة كفاءة المحركات البخارية الأولى.

لذا ، من هذه الركلة الأولية ، اهتم الديناميكا الحرارية بوصف كيفية استجابة الأنظمة للتغيرات التي تحدث في بيئتها ، والقدرة على تطبيق ما لا نهاية من المواقف ، في كل من العلوم والهندسة ، مثل : المحركات ، التفاعلات الكيميائية ، التحولات الطورية ، ظواهر النقل ، الثقوب السوداء ، من بين أمور أخرى. وبالتالي تحظى نتائجها بتقدير كبير في الكيمياء والفيزياء والهندسة الكيميائية.

وفي الوقت نفسه ، تقدم الديناميكا الحرارية ثلاثة قوانين أساسية ... يُعرف القانون الأول شعبياً باسم مبدأ الحفاظ على الطاقة ويرى أنه إذا قام نظام بتبادل الحرارة مع نظام آخر ، فستتغير طاقته الداخلية. في هذه الحالة ، ستكون الحرارة هي الطاقة اللازمة التي يجب أن يتبادلها النظام لتعويض الاختلافات بين الطاقة الداخلية والعمل.

من جانبه ، يقترح القانون الثاني قيودًا مختلفة على عمليات نقل الطاقة ، والتي يمكن تنفيذها إذا تم أخذ القانون الأول في الاعتبار ؛ ويتحدث المبدأ الثاني عن تنظيم الاتجاه الذي تتم فيه العمليات الديناميكية الحرارية ، ويفرض إمكانية تطويرها في الاتجاه المعاكس. يدعم هذا القانون الثاني الإنتروبيا (كمية مادية تقيس جزءًا من الطاقة التي يمكن استخدامها لإنتاج العمل).

وينص القانون الثالث والأخير على أنه من المستحيل تحقيق درجة حرارة تساوي الصفر المطلق من خلال عدد محدود من العمليات الفيزيائية.

وأهم العمليات التي تحدث في الديناميكا الحرارية هي: متساوي الحرارة (لا تتغير درجة الحرارة) ، عازل الضغط (لا يتغير الضغط) ، متساوي اللون (لا يتغير الحجم) والأديباتي (لا يحدث انتقال للحرارة).