Die Wärmelehre, auch Thermodynamik genannt, ist der Bereich der Physik, der sich mit Wärme, Temperatur, Energieübertragung und den daraus resultierenden Auswirkungen auf das physikalische Verhalten von Materie beschäftigt.
Temperatur ist ein Maß für die durchschnittliche kinetische Energie der Teilchen in einem System. Sie wird in Grad Celsius (°C), Kelvin (K) oder Fahrenheit (°F) angegeben.
Während Temperatur ein Maß für die durchschnittliche kinetische Energie der Moleküle eines Systems ist, bezeichnet die Wärme die gesamte Energie, die aufgrund der molekularen Bewegung eines Systems enthält.
Die drei Arten der Wärmeübertragung sind Leitung, Strahlung und Konvektion.
Der nullte Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass, wenn zwei Systeme jeweils in thermodynamischem Gleichgewicht mit einem dritten System sind, sie auch in thermodynamischem Gleichgewicht miteinander sind.
Der erste Hauptsatz der Thermodynamik, auch als das Energieerhaltungsgesetz bekannt, besagt, dass Energie nicht erzeugt oder zerstört, sondern nur von einer Form in eine andere umgewandelt werden kann.
Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass die Entropie eines isolierten Systems nicht abnehmen kann; das heißt, in einem abgeschlossenen System tendiert die Unordnung bzw. der Grad der Unordnung immer dazu, zuzunehmen.
Entropie ist ein Maß für die Unordnung oder Zufälligkeit in einem System. Grob gesagt gilt, je größer die Unordnung oder Zufälligkeit eines Systems ist, desto größer ist seine Entropie.
Ein thermodynamischer Kreisprozess ist ein Zyklus von thermodynamischen Prozessen, der einen Ausgangszustand erreicht, der dem Anfangszustand entspricht. Beispiele hierfür sind der Carnot-Prozess und der Otto-Prozess.
Die spezifische Wärmekapazität ist die Menge an Wärme, die benötigt wird, um die Temperatur von einem Gramm einer Substanz um ein Grad Celsius oder Kelvin zu erhöhen. Sie wird normalerweise mit dem Buchstaben c bezeichnet.