Die Thermodynamik ist die Lehre der verschiedenen Energieformen und deren Umwandlung, insbesondere unter Einbeziehung der Wärme. Ein thermodynamisches System wird makroskopisch durch Zustandsgrößen, wie z.B. Druck, Volumen und Temperatur beschrieben, die durch Zustandsgleichungen verknüpft sind. Die wichtigsten Erkenntnisse der Thermodynamik sind in Hauptsätzen zusammengefasst. Der erste Hauptsatz ist der Energie-Erhaltungssatz, der zweite Hauptsatz beschreibt mit dem Entropiebegriff die Richtung von Zustandsänderungen, der dritte Hauptsatz zeigt, dass der absolute Nullpunkt nicht erreicht werden kann. Die Thermodynamik spielt insbesondere bei der Konstruktion und Berechnung von Maschinen und Anlagen eine wichtige Rolle. In der technischen Thermodynamik sind Phasenübergänge von großer Bedeutung sowie die Berechnung von Wärmeleitung durch Bauteile.