工程熱力學/導論
熱力學是研究能量的學科。更具體地說，熱力學入門是研究系統中能量傳遞的學科。經典熱力學包括用於“計算”宏觀能量傳遞的方法和結構。事實上，能量計算是經典熱力學的恰當同義詞。就像會計師平衡進出銀行賬戶的資金一樣，火箭科學家只需平衡進出火箭發動機的能量。當然，就像銀行賬戶的餘額會被利率和貨幣兌換等神秘裝置所掩蓋一樣，熱力學也籠罩著看似難以理解的概念，例如不可逆性和焓。但是，就像會計一樣，仔細審查規則表明，有一種連貫的策略可以用來跟蹤特定賬戶。
如果關於熱力學簡單性的陳述未能說服有抱負的學生，那麼他們可能會被關於理解能量傳遞在我們社會中的重要性的幾句話所吸引。大約 150 年前，地球經濟主要由碳水化合物驅動。也就是說，人類透過生物過程將食物轉化為燃料，我們可以消耗這些燃料來做功（例如，建造穀倉）。這是一個阻礙事物完成的障礙，因為事實證明，大部分能量都用於種植和培育更多的碳水化合物（例如，農作物和牲畜）。我們甚至不會談論馬吃了多少食物！
今天，我們有幸，主要是透過對能量的理解，將我們的能源生產集中到高效的低維護運營中。大型發電廠將能量傳遞給用於建造穀倉的電動工具。極其高效的火箭發動機馴服並引導大量能量，將電視衛星發射到軌道上。這種能量掌控的改進使人類有更多時間從事更有意義的活動，例如觀看有線電視。儘管大多數人樂於無視控制他們生活方式的複雜性，但我挑戰你擁抱相反的態度。
能量之戰絕非結束。瞭解能量傳遞和能量系統是克服人類能力極限的第二步。第一步是讓一部分有傾向的人口對這樣做產生興趣。鑑於讀者（和編輯）已經看到了這篇誇張言論的這一部分，我歡迎你的興趣，並希望看到它一直持續到最後。
在進一步討論之前，讀者最好對能量有一個定義。在宏觀熱力學中，討論了三種主要的能量形式。還存在其他幾種能量形式，但它們通常存在於微觀水平，應留待更高階的研究。
第一種形式（可能是最容易理解的能量概念）由物體的運動來定義。動能是運動質量的能量。例如，一輛運動的汽車將比一輛靜止的汽車具有更大的動能。同一輛汽車以 60 公里/小時的速度行駛比以 30 公里/小時的速度行駛具有更大的動能。
動能 = (1/2) x (質量) x (速度)2
v602 / v302 的比率 = ((60)(1,000 米/秒)(3600 秒/小時))2 / ((30)(1,000 米/秒)(3,600 秒/小時))2
因此，一旦正確完成代數運算，我們發現以 60 公里/小時的速度行駛的車輛的動能是以 30 公里/小時的速度行駛的動能的四倍，而當車輛靜止時，它的動能為零，因為速度 = 零 (0) 會導致 1/2mv2(1/2*m*0=0) 為零。
第二種能量型別稱為勢能。重力勢能描述的是由於高度產生的能量。一輛高度為 50 米的汽車比一輛高度為 25 米的汽車具有更大的勢能。如果允許汽車從其高度落下，這將更容易理解。當與地面相撞時，高度為 0 米，最初位於 50 米處的汽車將具有更大的動能，因為它移動得更快（有更多時間加速）。勢能可以轉化為動能的理念是能量傳遞的第一個概念。動能和勢能之間的傳遞代表了火箭科學家需要了解的一種型別的賬戶餘額。
勢能 = (質量) * (重力加速度) * (相對於參考線的標高)。
第三個也是最重要的能量概念反映在溫度上。物質的內能由其溫度衡量。熱水比相同量的冷水具有更大的內能。內能是構成物質的分子和原子的動能的量度。由於每個原子或分子都獨立執行，因此這種內能不同於與整個固體運動相關的整體動能。物質的內能表現為分子運動。高溫氣體的分子在容器中來回穿梭，不斷與壁和其它分子發生碰撞。高溫固體的分子也到處移動；但是，由於它們被粘在一起，因此它們所能做的就是原地振動。
簡而言之，上述能量形式是在經典熱力學中研究的。這些能量形式被允許相互傳遞，以及進出系統。熱力學基本上為解釋熱力學系統提供了一些定義。然後，它繼續定義一個關於能量相當平衡的重要規則，以及一個關於能量質量的規則。（一些能量更有價值）瞭解控制宏觀熱力學的框架和幾個規則被證明是分析各種工程問題以及實際關注問題的強大工具集。