Termodinamik, ısı hareketlerini, sistemlerin iç enerjileri ve ısı ile iş arasındaki ilişkileri inceler.
Termodinamik, mekanik enerji ile ısı enerjisi arasındaki bağlantıyı da inceler. Enerjinin dönüşümü ilkesine göre ısı enerjisi mekanik enerjiye dönüşebilir, mekanik enerjinin de ısı enerjisine dönüşebilir. Bu konudaki ayrıntılı olmasa da ilk bulgular Fransız bilgini Joule tarafından gerçekleştirilmiştir. Kendi adıyla anılan bir deney mekanik ve ısı enerjileri arasındaki bağlantıyı ortaya koymaktadır.

Suyun içine ucuna kanatlar bağlı bir çubuk sokalım. Kanatları hızla döndürdüğümüzde suyun içinde bir çalkalanma olur. Çalkalanma ve sürtünme sonucu bir ısı elde edilir. Her türlü dış etki ihmal edildiğinde W=Q olarak suya ısı verilir ve su ısınır.
Termodinamiğin Sıfırıncı Kanunu:

Eğer A ve B sistemleri, termodinamik dengedeyse ve B ve C sistemleri de termodinamik denge içerisindeyse; A ve C sistemleri de termodinamik denge içerisindedir.
Termodinamiğin 1. Kanunu:

Bir sistemin iç enerjisindeki değişim: sisteme verilen ısı ile, sistemin çevresine uyguladığı iş arasındaki farktır.

Termodinamiğin 2. Kanunu:

Bir ısı kaynağından ısı çekip buna eşit miktarda iş yapan ve başka hiçbir sonucu olmayan bir döngü elde etmek imkânsızdır.
Isı Aktarım Yolları:

1. İletim Yoluyla: Maddeyi oluşturan taneciklerin birbirine çarpması ile ısı enerjisinin aktarılmasına ısının iletim yoluyla yayılması denir. Isı enerjisinin iletim yoluyla yayılması bütün maddeler taneciklerden oluştuğu için katı, sıvı ve gazlarda görülür. Fakat ısının iletim yoluyla yayılması katı maddelerde, sıvı ve gaz halindeki maddelerden daha kolay gerçekleşir. Katılar ısı enerjisini sadece iletim yoluyla yayarlar.


QΔt –kA⋅ΔtΔx QΔt–kA⋅ΔtΔx
k: Isı iletim katsayısı
QΔt QΔt : Isı iletim hızı
2. Radyasyon(Işıma Yoluyla): Isı enerjisinin tanecik olmadan ışınlar sayesinde yayılmasına ışıma denir. Işıma yoluyla ısının yayılmasında temas yoktur ve ışıma ile ısının yayılması boşlukta ve saydam ortamlarda gerçekleşir.
3. Konveksiyon (Yer değiştirme) Yoluyla: Isı enerjisinin hava veya sıvı akımı ile yani taneciklerin yer değiştirmesi ile yayılmasına ısının konveksiyon yolu ile yayılması denir. Isının konveksiyon yoluyla yayılması sıvı ve gazlarda olur, katılarda olmaz.