Mesin konversi energi
Prinsip > Termodinamika

Termodinamika merupakan salah satu cabang fisika yang membahas mengenai perubahan energi panas menjadi bentuk energi lain. Hukum pertama termodinamika dan hukum termodinamika kedua menjadi acuan dalam membahas mengenai perubahan energi. Pengukuran di dalam termodinamika tidak dinyatakan dengan besaran mikroskopis melainkan dengan besaran makroskopis.
Mesin konversi energi bekerja dengan prinsip-prinsip termodinamika. Prinsip termodinamika digunakan oleh mesin untuk mengadakan perubahan energi khususnya dengan menggunakan bahan bakar. Usaha para ilmuwan abad ke-19 Masehi untuk membuat mesin yang memiliki kemampuan untuk mengadakan perubahan energi menjadi awal penemuan berbagai konsep termodinamika. Tujuan pengubahan energi ini awalnya untuk memudahkan pekerjaan. Hasil yang dicapai ialah pengubahan energi menjadi usaha yang maksimal. Mesin paling awal yang dibuat oleh para ilmuwan mampu mengubah energi gerak menjadi energi potensial dengan memanfaatkan tumbukan. Usaha dari para ilmuwan ini mencapai hasilnya pada abad ke-20 Massehi dengan banyaknya teori-teori mengenai termodinamika.
Penggunaan data empiris dan persamaan aljabar dalam ilmu termodinamika teknik dimanfaatkan untuk menghitung tingkat efisiensi bahan bakar mesin dan perancangan mesin. Analisa mesin-mesin termal oleh para teknisi memanfaatkan ilmu termodinamika. Ilmu termodinamika diterapkan dalam perancangan dan pengoperasian berbagai jenis motor seperti motor diesel dan motor bensin. ilmu termodinamika digunakan dalam bidang kelistrikan pada turbin gas dan mesin-mesin yang menjadi bagian dari pembangkit listrik. Pemanfaatan termodinamika dalam kehidupan rumah tangga antara lain pada perancangan mesin pendingin, penanak nasi, setrika, sistem pemanas surya dan televisi. Sementara itu, termodinamika juga digunakan dalam perancangan mesin roket yang merupakan bentuk pengembangan dalam teknologi antariksa. Sementara itu, di bidang industri, mesin termal ini dimanfaatkan sebagai mesin penggerak, mesin pendingin maupun mesin pemanas.
Ilmu termodinamika kemudian berkembang melalui pengamatan mikroskopik. Pusat pengamatan adalah perilaku dari kumpulan partikel-partikel yang mempunyai sifat termodinamis. Dalam proses pengamatan ini digunakan statistik sehingga dikenal sebagai termodinamika statistik. Ilmu termodinamika seluruhnya dipusatkan terhadap konsep energi. Sementara itu, Definisi dari energi sulit diberikan secara tepat mengikuti sifat energi yang abstrak. Energi hanya dapat diketahui melalui dampak yang tampak dari keberadaanya. Hal ini membuat energi dapat didefinisikan secara berbeda pada sudut pandang yang berbeda. Energi itu sendiri selalu ada dan dimanfaatkan oleh manusia dalam kehidupan sehari-hari. Kehadiran energi di dalam seluruh bidang kehidupan manusia membuat ilmu termodinamika juga menjadi penting untuk dipelajari dan dimanfaatkan.
Energi dalam dari suatu molekul merupakan perpaduan dari beberapa jenis energi. Semua energi ini dihasilkan oleh getaran dan gerakan molekul-molekul. Jenis gerakan yang dilakukan oleh molekul umumnya ialah gerak translasi dan rotasi. Energi dalam umumnya meliputi energi kimia, energi listrik statis, dan energi listrik dinamis.