La ingeniería termodinámica es la aplicación de principios termodinámicos a problemas de diseño de ingeniería. Las universidades tienen áreas de especialidad termodinámica dentro de los departamentos de ingeniería mecánica en sus facultades de ingeniería. La ingeniería termodinámica puede referirse a aplicaciones termodinámicas industriales dentro del campo de la ingeniería mecánica, también conocida como ingeniería de procesos termodinámicos.
La termodinámica hace uso de reglas altamente definidas para modelar eventos energéticos naturales y experimentales. Las leyes de la termodinámica establecen lo siguiente: la definición de temperatura y flujo de calor, que la energía no se puede crear ni destruir, que pequeñas cantidades de la energía original de un sistema siempre se pierden de un estado al siguiente y que la temperatura desciende. , debe haber una cantidad adecuada de energía térmica perdida. Las técnicas desarrolladas en la ciencia de la termodinámica ayudan a los ingenieros a tener en cuenta los cambios de presión, volumen y temperatura en cualquier número de aplicaciones y campos de estudio.
Los cursos universitarios en termodinámica de ingeniería generalmente son parte de un programa de posgrado dentro de la especialización en ingeniería mecánica que conduce a una maestría o un doctorado. Los cursos de pregrado como mecánica de fluidos, sistemas termodinámicos y motores de combustión interna conducen a estudios más complejos. Los cursos de posgrado pueden consistir en matemáticas aplicadas, termodinámica estadística y de equilibrio, dinámica de gases, dinámica de fluidos, conversión de energía, dinámica de energía y combustión.
Las industrias de ingeniería termodinámica diseñan, prueban y desarrollan productos que requieren restricciones de presión, temperatura y volumen. Las empresas aeronáuticas se preocupan por la aplicación de principios termodinámicos al diseño y construcción de sistemas de cohetes. Las empresas de control de la contaminación del aire, procesamiento térmico y equipos de energía aplican principios de ingeniería termodinámica en el diseño y prueba de incineradores, depuradores, filtros, hornos, secadoras, hornos y calderas. Otras firmas de ingeniería termodinámica diseñan y fabrican dispositivos de prueba, como cámaras ambientales con hornos y refrigeradores para probar la tolerancia al calor de los materiales, y termopares para leer y retroalimentar las temperaturas de prueba cambiantes.
Las industrias energéticas tradicionales, como las centrales de carbón y las de energía atómica, aplican principios termodinámicos a gran escala. La revolución verde que fomenta las fuentes de energía alternativas y limpias, como la energía solar pasiva, la energía solar activa, el agua, el viento y la electricidad, requiere habilidades de ingeniería termodinámica para calcular los balances de energía en sistemas de intercambio de calefacción, refrigeración y funcionamiento de redes eléctricas tanto para la vivienda como para la industria . La ingeniería química termodinámica tiene en cuenta los sistemas que experimentan cambios de estado en campos tan diversos como la siderurgia y la producción de nanopartículas en el diseño de materiales inteligentes.