Ensimmäinen pääsääntö: energian säilyminen

• Energiaa ei voida hävittää, se vain muuttaa muotoaan.

• Termodynaamiseen systeemiin voidaan tuoda energiaa kahdessa eri muodossa työnä W ja lämpönä Q.

• Tuotu energia muuttuu systeemin sisäenergiaksi U.

• Sisäenergian muutos on siis systeemiin tuodun energian määrä:

• ΔU=Q+W

Sisäenergian muutos ilmenee muutoksena systeemin lämpötilassa, paineessa, tilavuudessa tai olomuodossa.

• Systeemistä voi myös lähteä energiaa. Tällöin systeemi, joko luovuttaa lämpömäärän -Q tai tekee ympäristölle työn -W. Huomaa miinus merkki energian lähtiessä systeemistä.

Toinen pääsääntö: entropia kasvaa

• Suljettu systeemi pyrkii kohti suurimman todennäköisyyden tilaa.

• Esimerkiksi: kaasun molekyylit voivat olla missä tahansa systeemin sisällä. On hyvin epätodennäköistä, että ne löytyvät juuri samasta nurkasta. Entropian lain mukaan systeemi pyrkii tilaan, jossa molekyylit ovat melko tasaisesti jakautuneet ympäri systeemiä, koska sen todennäköisyys on suurin.

• Systeemin entropian kasvaessa sen epäjärjestys kasvaa ja sen kyky tehdä työtä vähenee, eli sen vapaa energia vähenee.

• Lämpöenergiaa ei voi koskaan täysin muuttaa työksi.

Kolmas pääsääntö: absoluuttista nollapistettä ei voida saavuttaa