In der Wissenschaft sind thermodynamische Eigenschaften Eigenschaften, die verwendet werden, um ein physikalisches System zu beschreiben. Sie beziehen sich auf Eigenschaften wie Hitze, Druck und Temperatur, die Phänomene von der Erdatmosphäre bis hin zu den Geschwindigkeiten, mit denen chemische Reaktionen ablaufen, beeinflussen. Der Wärmeaustausch zwischen Objekten findet fast überall in der Natur statt und ist für die Funktion moderner Technik sehr wichtig. Thermodynamische Eigenschaften messen die verschiedenen Faktoren, die diesen Prozess zwischen zwei oder mehr Objekten beeinflussen. Ingenieure nutzen diese, um bessere und effizientere Maschinen zu konstruieren.
Thermodynamische Eigenschaften beziehen sich auf die Parameter, mit denen Wissenschaftler und Ingenieure eine bestimmte Region analysieren, die als physikalisches System bezeichnet wird, beispielsweise einen Motor oder ein natürliches Objekt. Im gesamten System konstant bleibend, geben Dinge wie Temperatur und Druck Aufschluss darüber, wie etwas Energie verbraucht und Arbeit verrichtet. Anhand dieser Eigenschaften lassen sich Fragen bestimmen, wie viel Arbeit eine bestimmte Maschine leisten kann oder wie viel Energie benötigt wird, um eine chemische Reaktion in der Industrie zu beschleunigen. Sie können verwendet werden, um ein System als offen oder geschlossen zu kategorisieren, je nachdem, ob sowohl Materie als auch Energie hinein- und herausfließen können.
Die Wärme, die einem System zugeführt werden muss, und die Arbeit, die daran geleistet werden muss, um seine innere Energie zu erhöhen, sind thermodynamische Eigenschaften. Energie kann durch Wärme zwischen Objekten unterschiedlicher Temperatur übertragen werden. Eine spontane Wärmeübertragung tritt auf, wenn sich Wärme von einem Körper mit einer höheren Temperatur zu einem kälteren Objekt bewegt, während die umgekehrte Bewegung Arbeit erfordert. Freie Energie ist das Maß dafür, wie viel Energie eines thermodynamischen Systems verwendet werden kann, um Arbeit zu verrichten, während Entropie die Menge an Energie misst, die verloren, verschwendet oder anderweitig ungenutzt ist.
Die thermodynamische Temperatur ist eine wichtige Eigenschaft, da sie es Wissenschaftlern und Ingenieuren ermöglicht, die absolute Temperatur eines Objekts zu berechnen. Es ist ein Maß für den Wärmeverlust und die Wärmeaufnahme eines Systems, die zusammen den in ihm stattfindenden Energieaustausch darstellen. Da die Thermodynamik ein Wissenschaftszweig ist, der sich mit dem Energieaustausch und der Energieumwandlung befasst, ist diese Eigenschaft wesentlich, um den Zustand eines Systems zu beschreiben. Eigenschaften wie die Temperatur werden als intensiv bezeichnet, da sie unabhängig von der Größe eines bestimmten Systems sind, im Gegensatz zu Volumen oder Druck, die mit der Größe des Objekts variieren.
Ingenieure und Chemiker nutzen thermodynamische Eigenschaften, um Motoren zu bauen und chemische Reaktionen zu planen, die die effiziente Nutzung von Wärmeenergie maximieren. Thermodynamische Prinzipien wurden zum Teil während der Industriellen Revolution entdeckt, als es darum ging, effizientere Maschinen, insbesondere in dampfbetriebenen Textilfabriken, herzustellen. Diese frühe Betonung der angewandten wissenschaftlichen Nutzung thermodynamischer Eigenschaften führte zu vielen praktischen Entdeckungen. Ein Beispiel für den praktischen Wert dieser Informationen findet sich in der Konstruktion von Wärmetauschern wie Autokühlern, die die Übertragung von Wärmeenergie von einem Objekt auf ein anderes vermitteln.