L’ingénierie thermodynamique est l’application des principes thermodynamiques aux problèmes de conception technique. Les universités ont des domaines de spécialité thermodynamique au sein des départements de génie mécanique de leurs collèges d’ingénierie. L’ingénierie thermodynamique peut faire référence à des applications thermodynamiques industrielles dans le domaine de l’ingénierie mécanique, également appelée ingénierie des procédés thermodynamiques.
La thermodynamique utilise des règles hautement définies pour modéliser des événements énergétiques naturels et expérimentaux. Les lois de la thermodynamique stipulent ce qui suit : la définition de la température et du flux de chaleur, que l’énergie ne peut pas être créée ou détruite, que de petites quantités de l’énergie d’origine d’un système sont toujours perdues d’un état à l’autre, et que pour que la température baisse , il doit y avoir une quantité suffisante d’énergie thermique perdue. Les techniques développées dans la science de la thermodynamique aident les ingénieurs à prendre en compte les changements de pression, de volume et de température dans un certain nombre d’applications et de domaines d’étude.
Les cours collégiaux en thermodynamique de l’ingénierie font généralement partie d’un programme d’études supérieures au sein de la majeure en génie mécanique qui mène à une maîtrise ou à un doctorat. Les cours de premier cycle tels que la mécanique des fluides, les systèmes thermodynamiques et les moteurs à combustion interne mènent à des études plus complexes. Les cours d’études supérieures peuvent consister en mathématiques appliquées, thermodynamique statistique et d’équilibre, dynamique des gaz, dynamique des fluides, conversion d’énergie, dynamique de l’énergie et combustion.
Les industries de l’ingénierie thermodynamique conçoivent, testent et développent des produits qui nécessitent des contraintes de pression, de température et de volume. Les entreprises aéronautiques s’intéressent à l’application des principes thermodynamiques à la conception et à la construction de systèmes de fusée. Les entreprises de contrôle de la pollution de l’air, de traitement thermique et d’équipements électriques appliquent les principes d’ingénierie thermodynamique dans la conception et les tests d’incinérateurs, d’épurateurs, de filtres, de fours, de séchoirs, de fours et de chaudières. D’autres sociétés d’ingénierie thermodynamique conçoivent et fabriquent des appareils d’essai, tels que des chambres environnementales avec des fours et des réfrigérateurs pour tester la tolérance à la chaleur des matériaux, et des thermocouples pour la lecture et la rétroaction des changements de température d’essai.
Les industries électriques traditionnelles, telles que les centrales au charbon et à énergie atomique, appliquent les principes thermodynamiques à grande échelle. La révolution verte qui encourage les sources d’énergie alternatives et propres, telles que le solaire passif, le solaire actif, l’eau, le vent et l’électricité, nécessite des compétences en ingénierie thermodynamique pour calculer les bilans énergétiques dans les systèmes d’échange pour le chauffage, le refroidissement et le fonctionnement des réseaux électriques pour le logement et l’industrie . L’ingénierie thermodynamique chimique prend en compte les systèmes qui subissent des changements d’état dans des domaines aussi divers que la sidérurgie et la production de particules nanométriques dans la conception de matériaux intelligents.