ترمودینامیک به معنای مطالعه درباره انرژی، تبدیل انرژی به حالت های گوناگون و توانایی انرژی برای انجام کار است. در ابتدا سه قانون ترمودینامیک تدوین شد ولی به نظر قانون چهارمی هم وجود دارد که قانون صفرم (zeroth law) نام دارد زیرا قانون یک و دو و سه جایگاه خود را داشتند و مثل این قانون بنیادی نبودند.

   چارلز پرسی اسنو، دانشمند و نویسنده انگلیسی یک راه جالب برای یادآوردی آسان  این سه قانون پیشنهاد کرده است. او میگوید قوانین میتوانند به شکل زیر تفسیر شوند:

۱- شما نمی توانید برنده شوید (شما نمی توانید چیزی برای هیچی بدست آورید چون ماده و انرژی حفظ می شود)

۲- شما حتی نمی توانید ببازید (شما نمی توانید به حالت مشابه قبلی خود برگردید چون آنتروپی-بی نظمی- همیشه در حال افزایش است)

۳- شما نمی توانید از این بازی خارج شوید (چون حالت صفر مطلق هیچ گاه به دست نمی آید)

خب، این قوانین واقعا چه مطلبی را بیان می کنند و چرا مهم هستند؟ به زبان ساده، این قانون ها نیاز های کار و حرارت را نشان می دهد. قوانین ترمودینامیک در قرن ۱۹ به وجود آمد و همراه انقلاب صنعتی تکامل پیدا کرد. قبلا فیزیکدانان به اندازه ی تغییرات شیمیایی که همراه کار حقیقی بود درگیر مطالعه جریان همرفتی گرما شده بودند. آنها به دنبال بیشترین منفعت و بالاترین بازده بودند. یعنی میخواستند ماشین دائمی حرکتی بسازند که با حرکت بی نهایت خود گرما تولید کند، متاسفانه این ایده با شکست مواجه شد. به طور کلی آنها توانستند نشان دهند ساختن چنین ماشینی غیرممکن است.

قانون صفرم ترمودینامیک

قانون صفرم ترمودینامیک بیان می‌کند که اگر دو سیستم با سیستم سومی در حال تعادل گرمایی باشند، با یکدیگر در حال تعادلند.

قانون اول ترمودینامیک

انرژی درونی یک سیستم منزوی ثابت و پایدار است. قانون اول ترمودینامیک که به عنوان قانون بقای کار و انرژی نیز شناخته می‌شود، می‌گوید: تغییر انرژی درونی یک سیستم برابر است با اختلاف گرمای داده شده به سیستم و کار انجام شده توسط سیستم بر روی محیط:

قانون دوم ترمودینامیک

ساخت یک موتور سیکلی که تأثیری جز انتقال مداوم گرما از دمای سرد به دمای گرم نداشته باشد، غیرممکن است. بیان کلوین-پلانک: غیرممکن است وسیله‌ای بسازیم که در یک سیکل عمل کند ودر عین حال فقط بایک مخزن تبادل حرارت داشته باشد یعنی غیرممکن است یک موتور حرارتی بدون از دست دادن گرمادر Qc به کار خود ادامه دهد. بیان کلازیوس: امکان ندارد که یک یخچال طی یک چرخه، تمام انرژی را که از منبع سرد دریافت می‌کند به منبع گرم انتقال دهد؛ بلکه مقداری از این انرژی طی این فرایند هدر می‌رود. بعبارتی دیگر قانون دوم ترمودینامیک مسیر انجام یک فرایند می‌باشد. TdS =dQ

قانون سوم ترمودینامیک

قانون سوم ترمودینامیک می‌گوید هنگامی که انرژی یک سیستم به حداقل مقدار خود میل می‌کند، انتروپی سیستم به مقدار قابل چشم‌پوشی می‌رسد.