La termodinamica è la branca della fisica che si occupa della comprensione delle proprietà termiche dei sistemi. E' stato un campo di ricerca particolarmente attivo a cavallo tra le due rivoluzioni industriali, quando ha acquisito un'importanza crescente a causa dell'utilizzo diffuso della macchina a vapore, che ha richiesto una conoscenza approfondita dei processi termici.
All'inizio, lo studio dei fenomeni termici era completamente indipendente dalla meccanica. Tuttavia, nella prima metà del XIX secolo, gli scienziati hanno iniziato a sviluppare una comprensione più completa della termodinamica. In questo periodo, è stato riconosciuto un principio di conservazione dell'energia termica, che estende il principio di conservazione dell'energia meccanica già noto, gettando un primo ponte tra la termodinamica e la meccanica.
Nella seconda metà del XIX secolo, venne compiuto il passo definitivo in questa direzione, stabilendo il legame tra il comportamento termico macroscopico di un sistema e il comportamento meccanico microscopico dello stesso sistema. Questa comprensione ha permesso di affrontare in modo più completo e preciso i fenomeni termici e ha fornito un fondamento per lo sviluppo di molte tecnologie moderne.