Termodinamica este o ramură a fizicii care studiază relațiile dintre căldură, temperatură și energie. O ramură a matematicii numită statistică este adesea utilizată în termodinamică pentru a analiza mișcarea particulelor.
Termodinamica este utilă pentru că ne ajută să înțelegem cum se leagă lumea atomilor foarte mici de lumea la scară largă pe care o vedem în fiecare zi.
Termodinamica are, de asemenea, două ramuri principale numite termodinamică clasică și termodinamică statistică. O idee importantă în termodinamică este aceea de sistem termodinamic.
Un exemplu de sistem termodinamic este o cărămidă. O cărămidă este alcătuită din mai mulți atomi care au fiecare proprietăți proprii. Toate sistemele termodinamice au două tipuri de proprietăți, extensive și intensive. În cazul cărămizii, proprietățile extensive sunt cele care se obțin prin însumarea tuturor atomilor. Lucruri precum volumul, energia, masa și sarcina sunt extensive, deoarece două cărămizi identice puse împreună au o masă dublă față de o cărămidă. Proprietățile intensive ale cărămizii sunt cele pe care le obțineți dacă analizați media tuturor atomilor. Lucruri precum temperatura, presiunea și densitatea sunt intensive, deoarece două cărămizi din aceeași cărămidă au aceeași temperatură ca o singură cărămidă.