Chương I. CÁC KHÁI NIỆM NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC
1.1. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu của nhiệt động lực học
Nhiệt động lực học là một khoa học vật lí, trong đó tất cả các nguyên lí tạo thành nền tảng của nhiệt động lực học đều dựa trên các quan sát về các hiện tượng vật lí. Theo quan sát của một hiện tượng, người ta thu thập chứng cứ thực nghiệm để xác minh rằng quan sát đó thực sự là một quan sát chính xác. Cuối cùng, khi rút ra được nguyên lí thì quan sát vật lí có thể được viết lại thành một phát biểu toán học nhằm cung cấp một cơ chế mà nhờ đó, nguyên lí có thể được áp dụng cho các bài toán kĩ thuật.
Phần lớn các vấn đề của nhiệt động lực học liên quan đến nghiên cứu năng lượng. Thực tế có nhiều nhà nghiên cứu định nghĩa nhiệt động lực học như một khoa học nghiên cứu năng lượng và các mối quan hệ của nó với các tính chất của vật chất.
Nhiệt động lực học cung cấp các mối quan hệ quan trọng giữa sự truyền nhiệt, các tương tác công, động năng và thế năng. Đóng góp chủ yếu của nhiệt động lực học là mối quan hệ toán học giữa lượng năng lượng truyền cho một chất và sự thay đổi tính chất của chất đó. Mối quan hệ này được dùng để nghiên cứu hoạt động của các thiết bị sử dụng và biến đổi nhiều dạng năng lượng khác nhau. Do đó, nhiệt động lực học trở nên đặc biệt quan trọng trong kỉ nguyên suy giảm các nguồn cung cấp năng lượng sẵn có và tăng mối quan tâm đến vấn để bảo toàn năng lượng.
Theo truyền thống, việc nghiên cứu nhiệt động lực học nhấn mạnh đến các ứng dụng cho các thiết bị như tuabin, bơm, động cơ, máy nén, máy điều hòa không khí,… Các nguyên lí của nhiệt động lực học còn có thể áp dụng cho nhiều thiết bị hiện đại như bộ góp năng lượng mặt trời, máy phát từ thủy động lực, động cơ tên lửa, pin nhiên liệu, các hệ năng lượng mặt trời và gió và các hệ khác nhằm biến đổi năng lượng từ dạng này sang dạng khác. Nhiệt động lực học cùng với hai lĩnh vực khác là cơ học chất lỏng và sự truyền nhiệt tạo thành một lĩnh vực rộng hơn gọi là các khoa học nhiệt. Nhiệt động lực học cũng có ảnh hưởng quan trọng đến việc thiết kế các hệ thống kĩ thuật và nó đóng vai trò chính trong việc lựa chọn các vật liệu cũng như trong phương pháp thiết kế của tất cả các hệ thống kĩ thuật trên thực tế.
