A termodinâmica é uma especialidade da física dedicada ao estudo da energia dentro de grandes sistemas. Mais especificamente, a termodinâmica explica a relação entre a energia cinética e potencial de um sistema e a quantidade de calor e trabalho que o sistema pode produzir. Ao longo dos anos, engenheiros e matemáticos, incluindo Isaac Newton e James Joule, desenvolveram três princípios universais da termodinâmica. Estas são conhecidas como as leis da termodinâmica.

A Lei "Zeroth"

A lei da termodinâmica chamada "zeroth", que é desajeitada, estabelece o princípio do equilíbrio termodinâmico. Isso descreve a tendência da energia dentro de um sistema se espalhar uniformemente por todo o sistema. Se você aquecer uma panela de água, por exemplo, toda a água na panela acabará subindo para uma temperatura uniforme, mesmo que você só tenha aplicado calor no fundo da panela.

A Primeira Lei
< A primeira lei da termodinâmica, ou lei da conservação da energia, explica que a energia dentro de um sistema não pode ser criada ou destruída. Em qualquer sistema, a energia total do sistema, conforme definido pela energia cinética e potencial contida no sistema, é sempre igual à quantidade de trabalho realizado pelo sistema subtraído da quantidade de calor adicionado ao sistema. Esta lei explica por que você tem que continuar adicionando gasolina ao seu carro para ir mais longe. Seu carro converte a energia potencial armazenada na gasolina em calor e trabalho.

A Segunda Lei

A segunda lei da termodinâmica restringe a transferência de energia dentro de um sistema. De acordo com a lei, é impossível transferir 100 por cento da energia disponível de uma parte do sistema para outra. A tendência para perder energia é conhecida como entropia. No caso dos motores de automóveis, por exemplo, por mais eficiente que seja o projeto, parte da energia potencial da gasolina será desperdiçada no processo de combustão devido à entropia. Esta lei também explica por que as máquinas de movimento perpétuo são fisicamente impossíveis.