Hukum ke-Nol Termodinamika
Jika benda pertama, secara terpisah, berada dalam kesetimbangan termal dengan benda kedua dan ketiga, maka benda kedua dan ketiga juga berada dalam kesetimbangan termal.
Usaha dan Kalor
Usaha dan Kalor adalah energi yang transit, yaitu energi yang tidak pernah disimpan dalam sistem.
Energi dalam
Energi dalam adalah merupakan jumlah semua energi yang dimiliki oleh suatu sistem. Energi dalam juga merupakan suatu variabel keadaan. Nilai energi dalam berkaitan dengan nilai tekanan, volume dan suhu pada keadaan tertentu; tidak bergantung pada cara memperolehnya. Untuk gas ideal, energi dalam hanya ditentukan oleh suhu. Secara mikroskopik energi dalam diasosiasikan dengan gerak molekul-molekul yang acak dan gaya antara molekul yang menimbulkan energi potensial.
Hukum Pertama Termodinamika (didasari Hukum kekekalan energi)
Hukum kekekalan energi menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, tetapi dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Artinya, total energi dalam sistem yang terisolasi akan selalu konstan, tidak peduli bagaimana energinya berubah.
Hukum I Termodinamika merumuskan kekekalan energi yang melibatkan energi dalam, usaha dan kalor. Kalor yang masuk atau keluar dari sistem dan atau usaha yang diterima atau dilakukan oleh gas memengaruhi perubahan energi dalam.
Hukum I Termodinamika menyatakan bahwa perubahan energi dalam dari suatu sistem merupakan selisih kalor yang masuk dalam sistem dan usaha yang dilakukan oleh sistem.
Usaha dan kalor bertanda negatif jika usaha dilakukan oleh sistem dan kalor diambil dari sistem. Usaha dan kalor bertanda positif jika usaha dilakukan pada sistem dan kalor diberikan pada sistem. Persamaan ini menunjukkan bahwa perubahan energi internal sistem sama dengan panas yang ditambahkan ke sistem dikurangi kerja yang dilakukan oleh sistem. Ini berarti bahwa energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, tetapi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya.
Proses Spontan
Proses spontan disebut juga proses ireversibel atau proses satu arah. Sedangkan proses reversibel adalah proses yang tidak spontan atau proses dua arah. Proses reversibel merupakan proses ideal. Proses spontan menunjukkan bahwa suatu peristiwa terjadi dalam arah tertentu dan berkaitan dengan suatu besaran isika yang disebut sebagai entropi.
Hukum Kedua Termodinamika
Hukum II Termodinamika menyatakan bahwa pada proses spontan (proses ireversibel) entropi dalam sistem terisolir bertambah. Perubahan entropi (∆S) dalam suatu proses yang terjadi pada suhu (T) dinyatakan sebagai:
Pemahaman lain tentang entropi adalah entropi merupakan ukuran ketidakteraturan suatu sistem.
Hukum II Termodinamika menyatakan bahwa entropi dari suatu sistem yang terisolir tidak pernah berkurang. Sistem terisolir dapat berupa jagad raya yang terdiri atas suatu sistem dan lingkungan. Perubahan entropi total dapat ditinjau dalam proses reversibel dan proses ireversibel.
Pada proses reversibel (tidak spontan), perubahan entropi total, yaitu perubahan entropi sistem dan lingkungannnya adalah nol, karena jika dijumlahkan hasil entropi total adalah Nol. Pada proses ireversibel (spontan), perubahan entropi total, yaitu perubahan entropi sistem dan lingkungannya lebih besar dari nol.
Hukum kedua Termodinamika juga bisa dimengerti dengan pernyataan Clausius dan Kevin-Planck.
Pernyataan Clausius
Perpindahan panas dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah terjadi secara spontan. Menurut Clausius Tidak mungkin membuat suatu mesin yang beroperasi dalam suatu siklus dan perpindahan panas terjadi dari benda bersuhu rendah (reservoir dingin) ke benda bersuhu tinggi.
Pernyataan Kevin-Planck
Menurut Kelvin-Planck sebuah mesin yang beroperasi dalam suatu siklus, yang menerima kalor dari suatu resevoir termal, tidaklah mungkin mengubah semua kalor menjadi usaha.
Menurut Hukum kedua Termodinamika, tidak ada mesin yang bisa mengubah bentuk energi dari satu ke lainnya dengan 100% efisiensi.