La Thermodynamique est la branche de la Physique qui étudie les transformations entre les différentes formes d’énergie et la relation entre celles-ci.
Bien que l’étude des différents phénomènes associés à l’énergie ait commencé plus tôt (surtout au XVIIe siècle), les développements les plus importants de la Thermodynamique eurent lieu entre la deuxième moitié du XVIIIe siècle et la première moitié du XIXe siècle, et coincident avec la révolution industrielle. À cette époque, l’économie qui était principalement basée sur le travail manuel est progressivement remplacée par une économie dominée par l’industrie et, par conséquent, par les machines. La Thermodynamique devient alors très importante, car l’augmentation de l’efficacité des machines et l’amélioration de leur conception offrent de nombreux avantages économiques et au niveau de la sécurité.
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La Thermodynamique étudie les transformations de l’énergie en utilisant une approche expérimentale et en appliquant la méthode déductive au niveau macroscopique, sans prendre en compte la structure de la matière. La preuve définitive de l’existence des molécules n’arrive en fait que bien après: lorsque Albert Einstein explique en 1905 le mouvement brownien comme une conséquence des chocs entre les molécules d’un fluide et les particules immergées dans celui-ci.
La Thermodynamique classique propose une série de lois, appelées principes de la Thermodynamique, qui ne sont applicables qu’à des systèmes macroscopiques qui se trouvent dans un état d’équilibre. Pour simplifier, ces lois définissent comment ont lieu les transformations énergétiques. Elles sont devenues, avec le temps, l’unes des plus importantes de la science et elles sont de nature générale dans leur domaine d’application.
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Avant de les énoncer, nous allons introduire une série de concepts que nous aideront à délimiter et à définir les systèmes pour lesquelles elles sont applicables. Nous introduirons aussi les variables thermodynamiques qui permettent de décrire l’état de ces systèmes et les types de transformations qu’ils peuvent subir.
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