Beginnen Sie mit dem Beispiel des gekochten Essens und sehen Sie, wie die Thermodynamik alle Prozesse steuert, bei denen Energie zur Umwandlung von Materialien eingesetzt wird - egal, ob das Produkt eine Pfanne mit Brownies oder ein Handy ist. Stellen Sie sich vor, was nötig wäre, um eine moderne technische Zivilisation von Grund auf aufzubauen.

Zeichnen Sie die wichtigsten historischen Meilensteine in der Entwicklung der Thermodynamik auf. Vergleichen Sie dann makroskopische und mikroskopische Ansichten der Welt und überlegen Sie, wie die Beziehung zwischen den Eigenschaften eines Materials, seiner Struktur, seiner Leistung und seiner Verarbeitung durch die vier Ecken eines Tetraeders dargestellt werden kann.

Analysieren Sie die zentrale Idee der Thermodynamik: die Temperatur. Untersuchen Sie den Ursprung der verschiedenen Temperaturskalen und die verschiedenen Methoden zur Messung der Temperatur. Erkennen, wie das Konzept der Temperatur eine Folge des nullten Hauptsatzes der Thermodynamik ist, der sich mit der Natur des thermischen Gleichgewichts befasst.

Erkunden Sie weitere grundlegende Konzepte, die für die Thermodynamik entscheidend sind. Dazu gehören die Idee eines Systems, Randbedingungen, Prozesse, die in Systemen ablaufen, die Bedeutung des Zustands eines Systems, die Definition des Gleichgewichts und eine oft missverstandene Größe namens Entropie.

Erkennen Sie, dass Druck, Volumen und Temperatur Zustandsfunktionen sind, die durch eine Formel miteinander verbunden sind, die als ideales Gasgesetz bekannt ist. Kontrastieren Sie diese Variablen mit Arbeit und Wärme und lernen Sie, warum sie keine Zustandsfunktionen sind. Sehen, wie das ideale Gasgesetz zur Berechnung der von einem Kolben geleisteten Arbeit verwendet werden kann.

Entdecken Sie, dass die Werte für Arbeit und Wärme in einem bestimmten System von dem Weg abhängen, der zurückgelegt wird, um einen bestimmten Zustand zu erreichen. Beachten Sie jedoch, dass die Summe aus Arbeit und Wärme nicht vom Weg abhängt; sie ist eine Konstante. Diese bemerkenswerte Tatsache ist die Grundlage für den ersten Hauptsatz der Thermodynamik.