Στην επιστήμη, οι θερμοδυναμικές ιδιότητες είναι χαρακτηριστικά που χρησιμοποιούνται για την περιγραφή ενός φυσικού συστήματος. Αναφέρονται σε ιδιότητες όπως η θερμότητα, η πίεση και η θερμοκρασία, που επηρεάζουν φαινόμενα από την ατμόσφαιρα της Γης έως τους ρυθμούς με τους οποίους συμβαίνουν οι χημικές αντιδράσεις. Η ανταλλαγή θερμότητας μεταξύ αντικειμένων συμβαίνει σχεδόν παντού στον φυσικό κόσμο και είναι πολύ σημαντική για τη λειτουργία της σύγχρονης τεχνολογίας. Οι θερμοδυναμικές ιδιότητες μετρούν τους διάφορους παράγοντες που επηρεάζουν αυτή τη διαδικασία μεταξύ δύο ή περισσότερων αντικειμένων. Οι μηχανικοί τα χρησιμοποιούν για να σχεδιάσουν καλύτερα, πιο αποτελεσματικά μηχανήματα.
Οι θερμοδυναμικές ιδιότητες αναφέρονται στις παραμέτρους με τις οποίες οι επιστήμονες και οι μηχανικοί αναλύουν μια συγκεκριμένη περιοχή, που ονομάζεται φυσικό σύστημα, όπως ένας κινητήρας ή ένα φυσικό αντικείμενο. Παραμένοντας σταθερά σε ένα σύστημα, πράγματα όπως η θερμοκρασία και η πίεση παρέχουν πληροφορίες σχετικά με το πώς κάτι χρησιμοποιεί ενέργεια και εκτελεί την εργασία. Αυτές οι ιδιότητες χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό ερωτημάτων όπως πόση εργασία μπορεί να εκτελέσει μια δεδομένη μηχανή ή την ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για την επιτάχυνση μιας χημικής αντίδρασης στη βιομηχανία. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να κατηγοριοποιήσουν ένα σύστημα ως ανοιχτό ή κλειστό, ανάλογα με το εάν τόσο η ύλη όσο και η ενέργεια μπορούν να ρέουν μέσα και έξω από αυτό.
Η θερμότητα που πρέπει να τεθεί σε ένα σύστημα και η εργασία που πρέπει να γίνει σε αυτό για να αυξηθεί η εσωτερική του ενέργεια είναι όλα θερμοδυναμικές ιδιότητες. Η ενέργεια μπορεί να μεταφερθεί με θερμότητα μεταξύ αντικειμένων διαφορετικών θερμοκρασιών. Η αυθόρμητη μεταφορά θερμότητας συμβαίνει όταν η θερμότητα μετακινείται από ένα σώμα με υψηλότερη θερμοκρασία προς ένα ψυχρότερο αντικείμενο, ενώ η αντίστροφη κίνηση απαιτεί να γίνει εργασία. Η ελεύθερη ενέργεια είναι η μέτρηση της ποσότητας της ενέργειας ενός θερμοδυναμικού συστήματος που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εκτέλεση εργασιών, ενώ η εντροπία μετρά την ποσότητα ενέργειας που χάνεται, σπαταλάται ή με άλλο τρόπο δεν χρησιμοποιείται.
Η θερμοδυναμική θερμοκρασία είναι μια σημαντική ιδιότητα γιατί επιτρέπει σε επιστήμονες και μηχανικούς να υπολογίσουν την απόλυτη θερμοκρασία ενός αντικειμένου. Είναι ένα μέτρο της απώλειας θερμότητας και της απορρόφησης ενός συστήματος, που μαζί αντιπροσωπεύουν την ανταλλαγή ενέργειας που συμβαίνει σε αυτό. Δεδομένου ότι η θερμοδυναμική είναι ένας κλάδος της επιστήμης που ασχολείται με την ανταλλαγή και τη μετατροπή ενέργειας, αυτή η ιδιότητα είναι απαραίτητη για την περιγραφή της κατάστασης ενός συστήματος. Ιδιότητες όπως η θερμοκρασία λέγεται ότι είναι εντατικές επειδή είναι ανεξάρτητες από το μέγεθος ενός δεδομένου συστήματος, σε αντίθεση με τον όγκο ή την πίεση, που ποικίλλουν ανάλογα με το μέγεθος του αντικειμένου.
Οι μηχανικοί και οι χημικοί χρησιμοποιούν θερμοδυναμικές ιδιότητες για να κατασκευάσουν κινητήρες και να σχεδιάσουν χημικές αντιδράσεις που μεγιστοποιούν την αποτελεσματική χρήση της θερμικής ενέργειας. Οι θερμοδυναμικές αρχές ανακαλύφθηκαν εν μέρει κατά τη διάρκεια της Βιομηχανικής Επανάστασης κατά τη διάρκεια της αναζήτησης για την κατασκευή πιο αποδοτικών μηχανών, ιδιαίτερα εκείνων σε εργοστάσια κλωστοϋφαντουργίας που κινούνται με ατμό. Αυτή η πρώιμη έμφαση στην εφαρμοσμένη επιστημονική χρήση των θερμοδυναμικών ιδιοτήτων οδήγησε σε πολλές πρακτικές ανακαλύψεις. Ένα παράδειγμα της πρακτικής αξίας αυτής της πληροφορίας βρίσκεται στον σχεδιασμό εναλλάκτη θερμότητας, όπως τα καλοριφέρ αυτοκινήτου, που μεσολαβούν στη μεταφορά θερμικής ενέργειας από το ένα αντικείμενο στο άλλο.