La termodinámica es la parte de la física que estudia la relación entre el calor y el trabajo. Dicha ciencia entiende por un sistema termodinámico a aquella parte del universo separada del exterior por superficies reales o imaginarias. Hay varios tipos de sistemas:

1. Aislados: No intercambian ni materia ni energía.

2. Cerrados: Intercambian energía pero no materia.

3. Abiertos: Intercambian materia y energía con los alrededores.

Todas las energías de un sistema, (mecánica, calorífica, eléctrica, etc.), pueden transformarse entre sí. Las que más nos interesan a nosotros son la mecánica y la calorífica. El trabajo y el calor pueden transformarse entre sí, son la misma cosa: energía. Dado que los sistemas pueden recibir o ceder tanto energía como trabajo, hay que establecer un criterio termodinámico de signos, que es el que está representado en la figura de la derecha.

El trabajo se mide en Julios y el calor en Calorías (cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 1 gr de agua desde 14'5 ºC a 15'5 ºC). La equivalencia entre ambas es:

1 J = 0'24 cal
1 cal = 4'18 J

            Vamos a definir a continuación una serie de variables termodinámicas necesarias para el desarrollo de este tema: