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卡諾循環

热力学是研究热现象中物态转变和能量转换规律的学科；它着重研究物质的平衡状态以及与准平衡态的物理、化学过程。热力学定義許多巨觀的變數（像溫度、內能、熵、壓強等），描述各變數之間的關係。热力学描述數量非常多的微觀粒子的平均行為，其定律可以用統計力學推導而得。

热力学大部分經驗內涵可以总结为四条定律。热力学第零定律定义了温度这一物理量，指出了相互接触的两个系统，热流的方向。热力学第一定律指出内能这一物理量的存在，并且与系统整体运动的动能和系统与环境相互作用的势能是不同的，区分出热与功的转换。热力学第二定律涉及的物理量是温度和熵。熵是研究不可逆过程引入的物理量，表征系统通过热力学过程向外界最多可以做多少热力学功。热力学第三定律认为，不可能通过限过程使系统冷却到绝对零度。