La thermodynamique est la branche de la physique qui étudie les relations entre la chaleur, le travail et l'énergie. Elle décrit comment l'énergie thermique est convertie en d'autres formes d'énergie et comment elle affecte la matière. Ses principes sont essentiels pour comprendre les moteurs, les réfrigérateurs, les réactions chimiques et même les phénomènes cosmiques.

Il y a quatre lois fondamentales :
• Principe Zéro : Si deux systèmes sont en équilibre thermique avec un troisième, ils sont en équilibre thermique entre eux. Cela définit la notion de température.
• Première Loi : L'énergie ne peut être ni créée ni détruite, seulement transformée (principe de conservation de l'énergie).
• Deuxième Loi : L'entropie (le désordre) d'un système isolé ne peut qu'augmenter. Cela explique pourquoi la chaleur s'écoule du chaud vers le froid.
• Troisième Loi : L'entropie d'un système s'approche d'une valeur constante lorsque la température s'approche du zéro absolu.

La température est une mesure de l'agitation moyenne des particules (atomes ou molécules) dans un système. C'est une mesure de l'énergie cinétique moyenne. La chaleur, quant à elle, est le transfert d'énergie thermique entre deux systèmes en raison d'une différence de température. On peut voir la température comme un état, et la chaleur comme un flux d'énergie.

L'entropie est une mesure du désordre ou de l'incertitude dans un système. Selon la deuxième loi de la thermodynamique, l'univers tend naturellement vers un état de plus grand désordre. Par exemple, un glaçon (état ordonné) qui fond dans un verre d'eau (état plus désordonné) est une augmentation de l'entropie. C'est une concept fondamental qui explique la "flèche du temps" et pourquoi certains processus sont irréversibles.