premier principe de la thermodynamique : principe de conservation de l'énergie ; introduction de la fonction énergie interne, U ; deuxième principe de la thermodynamique : principe d'évolution ; création d' entropie, S ; troisième principe de la thermodynamique ou principe de Nernst : l'entropie d'un cristal parfait est nulle à T = 0 K.
Dans le cas d'un système qui échange de la matière ou de la chaleur avec l'extérieur, que l'on appelle système ouvert, le premier principe de la thermodynamique peut être réécrit sous une forme prenant en compte ces échanges. On divise alors notre système en trois parties distinctes : . Faisons le bilan thermodynamique de l'eau d'une baignoire.
Le premier principe thermodynamique en système ouvert s'écrit : correspond au transfert thermique reçu par le système durant l'intervalle de temps dt. La pertinence des signes se vérifie rapidement : si le système perd de l'énergie, la grandeur sera négative (transfert d'énergie au milieu extérieur).
Un système est en équilibre thermodynamique s'il est simultanément en équilibre thermique, mécanique et chimique . Le but de la thermodynamique est de caractériser la transformation de l’ état d'un système entre un temps initial et un temps final, correspondant à deux états d'équilibre. adiabatique (sans échange thermique avec l'extérieur).