系統屬性注意：共軛變量以斜體顯示

材料特性

• 屬性數據庫

可壓縮性 β = ? {displaystyle beta =-}
熱膨脹 α = {displaystyle alpha =}

方程式

• 卡諾定理
• 克勞修斯定理
• 基本關系
• 理想氣體定律

• 麥克斯韋關系
• Onsager 互惠關系
• 布里奇曼方程
• 熱力學方程表

潛力

• 自由能
• 自由熵

• 內能 U ( S , V ) {displaystyle U(S,V)}
• 焓 H ( S , p ) = U + p V {displaystyle H(S,p)=U+pV}
• 亥姆霍茲自由能 A ( T , V ) = U ? T S {displaystyle A(T,V)=U-TS}
• 吉布斯自由能 G ( T , p ) = H ? T S {displaystyle G(T,p)=H-TS}

熱力學循環由一系列關聯的熱力學過程組成，這些過程涉及將熱量和功傳入和傳出系統，同時改變系統內的壓力、溫度和其他狀態變量，并最終使系統返回到其初始狀態。 在經過一個循環的過程中，工作流體（系統）可以將熱源的熱量轉化為有用的功，并將剩余的熱量排放到冷源，從而起到熱機的作用。 相反，循環可以逆轉，并使用功將熱量從冷源轉移并將其轉移到暖水槽，從而充當熱泵。 如果在循環中的每一點系統都處于熱力學平衡，則循環是可逆的。 無論進行可逆還是不可逆，系統的凈熵變為零，因為熵是狀態函數。

在封閉循環期間，系統返回到其原始的溫度和壓力熱力學狀態。 過程量（或路徑量），例如熱量和功，取決于過程。 對于系統返回其初始狀態的循環，熱力學xxx定律適用：

Δ U = E i n ? E o u t = 0 {displaystyle Delta U=E_{in}-E_{out}=0}

以上說明系統的內能（ U {displaystyle U} ）在整個循環過程中沒有變化。 E i n {displaystyle E_{in}} 表示循環期間的總功和熱輸入，而 E o u t {displaystyle E_{out}} 是循環期間的總功和熱輸出。 過程路徑的重復性質允許連續操作，使循環成為熱力學中的一個重要概念。 熱力學循環通常在數學上表示為實際設備工作建模中的準靜態過程。

熱力循環的兩個主要類別是動力循環和熱泵循環。 功率循環是將一些熱輸入轉換為機械功輸出的循環，而熱泵循環通過使用機械功作為輸入將熱量從低溫傳遞到高溫。 完全由準靜態過程組成的循環可以通過控制過程方向作為動力或熱泵循環運行。 在壓力-體積 (PV) 圖或溫度-熵圖上，順時針和逆時針方向分別表示功率和熱泵循環。

由于熱力學循環期間狀態屬性的凈變化為零，因此它在 PV 圖上形成了一個閉環。 PV 圖的 Y 軸顯示壓力 (P)，X 軸顯示體積 (V)。 循環所包圍的區域是過程所做的功（W）：

(1) W = ∮ P d V {displaystyle {text{(1)}}qquad W=oint P dV}

這項工作等于傳遞到系統中的熱量 (Q) 的平衡：

(2) W = Q = Q i n ? Q o u t {displaystyle {text{(2)}}qquad W=Q=Q_{in}-Q_{out}}

等式（2）符合xxx定律； 盡管在循環過程中內部能量發生變化，但當循環過程結束時，系統的內部能量與過程開始時的能量相同。

如果循環過程順時針繞循環，則W為正，代表熱機。