הכול הופך לחום והחום ממשיך לזרום...
חום, שהוא סוג של אנרגיה, וטמפרטורה, שהיא המדד לכמות החום בחומר קשורים זה בזה אך אינם אותו דבר.
לאורך מאות שנים מרבית המדענים חשבו שחום הוא בעצם סוג של נוזל או גז שכמותו קבועה והוא רק עובר ממקום חם למקום קר. רק בסוף המאה ה 18, בין השאר בעקבות ניסוי שעשה לורד רמפורד בזמן שייצר קדח קנים לתותחים, התברר שלא רק שאפשר "לייצר" חום מאנרגיות אחרות אלא שזהו התהליך הטבעי של זרימת האנרגיה. בעקבות ניסוי זה ורבים אחרים נוסחו חוקי התרמודינמיקה המסבירים את תהליכי זרימת האנרגיה והחום בין גופים, חוקים אלו שהתגלו ונוסחו כחלק מהמחקר והפיתוח שליוו את המהפכה התעשייתית ואת השימוש במנועים ומערכות אחרות המשמשות להמרת אנרגיה, נחשבים לחוקים בסיסים בעולם הפיסיקה. בעזרתם ניתן להעריך נצילות ויעילות של מכשירים שונים ולנבא התנהגות של כמעט על תהליך הכולל מעבר אנרגיה או שינוי טמפרטורה.
למשל ככל שנחמם גוף מסוים, כלומר נזרים לתוכו יותר אנרגיה (שהופכת לחום) הטמפרטורה שלו תעלה.
אך במקביל החום יזרום תמיד ממקום עם טמפרטורה גבוהה לסביבה שהטמפרטורה שלה נמוכה יותר. קצב זרימת החום תלוי בהפרש הטמפרטורות אך גם בגורמים אחרים, ובעיקר בגודל הגוף המחומם ובשטח המגע שלו עם הסביבה. הטמפרטורה אליה יגיע גוף מחומם תהיה נקודת שיווי המשקל בה קצב החימום שווה לקצב זרימת החום החוצה.
זו הסיבה שהספק חשמלי של 50 וואט, המוזרם לתוך ראש מלחם קטן, מעלה את הטמפרטורה שלו ליותר מ300 מעלות צלזיוס (המספיקות להתיך בדיל...) אבל אותם 50 וואט, בסדין חשמלי, ששטחו מטר מרובע, טמפרטורת המיטה תעלה בפחות 10 מעלות.
חוקי התרמודינמיקה מלמדים אותנו גם שחום איננו עוד "סתם" סוג של אנרגיה, הוא נחשב לאנרגיה הנמצאת בתחתית השרשרת, כלומר כל סוגי האנרגיה האחרים יכולים להפוך במלואם לחום, ואין כל אפשרות להפוך 100% מהחום לאנרגיה אחרת.
זו הסיבה שנצילות (היחס בין האנרגיה המושקעת לזו המתקבלת), של תנורים וגופי חימום יכולה להגיע ל100%. כל האנרגיה המושקעת בהם (בין אם מדובר בחשמל או בגז...) הופכת לחום.
לחילופין, קירור הוא תהליך מסובך בהרבה. מקררים ומזגנים "עובדים" כנגד חוקי התרמודינמיקה הם "שואבים חום" ממקום קר ומעבירים אותו למקום חם. הפוך לכיוון הזרימה הטבעית. כמות האנרגיה שנצטרך להשקיע בקירור תהיה תמיד גדול מכמות החום שנצליח לשאוב. זו הסיבה שמקרר הפועל בתוך החדר עם דלת פתוחה יחמם את החדר ולא יקרר אותו (ולכן הקפידו לסגור את דלת המקרר כמה שיותר מהר...).
מצד שני אפשר גם להרוויח.. מערכת קירור, כמו זו שבמזגן היא למעשה משאבות חום שבקיץ שואבת חום מתוך הבית ומקררת אותו. אך בחורף אפשר להפעילה בכיוון הפוך כך שתעביר חום לתוך הבית ותחמם אותו. אנו משקיעים אמנם אנרגיה (ומשלמים עבור החשמל), אך החום שנקבל יהיה גדול יותר מאותה אנרגיה. יעילות החימום תהיה גדולה מ 100% כי נקבל גם את החום ששאבנו. זו הסיבה שמזגנים, כאשר הם פועלים במצב חימום זולים יותר לשימוש (יצרכו פחות חשמל) מאשר תנור חימום חשמלי "רגיל".
אך חוקי ועקרונות התרמודינמיקה חשובים לא רק להבנת תהליכי חימום וקירור. הם מסבירים גם מושגים מורכבים ומופשטים יותר, כמו מידת הסדר וחוסר הסדר במערכות שונות, בכל גודל, החל מגרעין האטום ועד היקום כולו. ואפילו מגדירים את כיוון ציר הזמן (הכיוון בו חוסר הסדר הולך וגדל...) ומאפשרות להעריך מתי כל האנרגיה הקיימת תתפזר באופן אחיד על פני כל היקום, הטמפרטורה בכל המקומות תהיה זהה והזמן יעצור מלכת...
