Thermodynamikens nolllag anger att om två system är i termisk jämvikt med ett tredje system, så är de i termisk jämvikt med varandra. Denna lag är baserad på observationen att värme strömmar från ett varmare föremål till ett kallare föremål, och aldrig tvärtom.
Termodynamikens första lag säger att energi inte kan skapas eller förstöras, bara överföras. Denna lag är baserad på observationen att den totala mängden energi i ett isolerat system förblir konstant, även om energin överförs från en form till en annan.
Termodynamikens andra lag anger att entropin i ett slutet system alltid ökar med tiden. Denna lag bygger på observationen att oordningen alltid ökar i ett slutet system, och aldrig tvärtom.
Dessa tre lagar kan användas för att härleda ett antal andra termodynamiska ekvationer. Till exempel är ekvationen för förändringen i entropi av ett system:
$$\Delta S =\frac{\Delta Q}{T}$$
där $\Delta S$ är förändringen i entropin, $\Delta Q$ är värmen som tillförs systemet och $T$ är systemets temperatur.
Ekvationen för förändringen i inre energi i ett system är:
$$\Delta U =\Delta Q - \Delta W$$
där $\Delta U$ är förändringen i intern energi, $\Delta Q$ är värmen som tillförs systemet och $\Delta W$ är det arbete som systemet utför.
Ekvationen för förändringen i Gibbs fria energi i ett system är:
$$\Delta G =\Delta H - T\Delta S$$
där $\Delta G$ är förändringen i Gibbs fria energi, $\Delta H$ är förändringen i entalpi, $T$ är systemets temperatur och $\Delta S$ är förändringen i entropi.
Dessa ekvationer är bara några exempel på de många termodynamiska ekvationer som kan härledas från termodynamikens lagar. Dessa ekvationer används för att studera en mängd olika fenomen, inklusive beteendet hos värmemotorer, kylskåp och kemiska reaktioner.
