Termal bilim, termodinamik ve ısı transferi yoluyla özellikle ısı ve enerji ile ilgilenen bir bilimsel araştırma dalıdır. Isı bilimi, ısıtma sistemleri, enerji üretimi gibi birçok pratik uygulamada ve deneysel olarak kullanılır. Termal bilimler genellikle bir mühendislik dalı olarak kabul edilir, çünkü pratik uygulamalarda daha güvenli ve verimli ısıtma ve enerji üretim sistemleri tasarlamaya çalışan mühendisler tarafından sıklıkla kullanılır.
Isı bilimi ilk olarak, çeşitli değişkenleri içeren bir fizik dalı olan termodinamik ve ısı ya da enerji oluşturmak için nasıl etkileşime girdikleri ile ilgilenmektedir. Termodinamik, ısı, enerji veya her ikisini oluşturmak için sistemdeki sıcaklık, basınç ve hacim etkileşimlerini inceler. Enerji ve güç arayışındaki enerjinin metamorfozu, bir cihazın enerjisel çıktısını bir nesneyi hareket ettirmek için gerekli olan “iş” olarak ifade eden termodinamik odağıdır. Termodinamik, çoğu bilimsel disiplinde olduğu gibi, çeşitli kurallara tabidir.
İlk kural, bir sistemden girdiden daha fazla enerji elde etmenin mümkün olmamasıdır, çünkü enerji ancak yaratılmayan veya imha edilmeyen yeni bir forma dönüştürülebilir. İkincisi, tüm makinelerin enerjinin gerçekten kaybolduğu entropi denilen bir süreçte girdi ve çıktı enerjisi arasındaki verimliliği kaybedeceğidir. Bu kurallar hidroelektrik barajlarından benzinli motora kadar enerji dönüşüm sistemlerini yönetir ve termodinamiğin önemli bir parçasıdır.
Termal bilim, enerji üretirken ortaya çıkma çabasında ısı transferini ve termodinamik yasalarını dengeleme girişimidir. Termal bilim, bilim insanları ve mühendisler termal enerjiyi daha verimli kullanmak için birlikte çalıştıkları için hepsi enerji ile ilgili birkaç bilimsel disiplini bir araya getiriyor. Isı bilimi, ısı elde etmenin, enerjiyi yalıtmanın ve mümkün olan en pratik şekilde kullanmanın yeni yollarına bakar.
Termal bilim öğrencileri alternatif enerji toplama modlarını araştırmak ve enerji dönüşüm sistemleri etrafında insan güvenliğini en üst düzeye çıkarmakla ilgilenmektedirler. Termal bilimler pratik bir uygulamada kullanıldığında, mühendisler nesnelerin veya enerji sistemlerinin ısı transfer özelliklerinin yanı sıra, bir sistemdeki genel enerji dengesinin ne olduğunu belirlemeye çalışırlar. Ek olarak, mühendisler birincil yasalara ek olarak kimyasal ve fiziksel reaksiyonları içeren termodinamik prensiplerine bakarlar.
Teorik olarak kullanıldığında, termal bilime odaklanan fizikçiler elektriğin nasıl dönüştürüldüğünü ve enerji dönüşümü için sistemlerin nasıl geliştirilebileceğini araştırmakla ilgileniyorlar. Termal bilimlerin teorik düzeyde incelenmesi, birçok enerji tasarrufu cihazının kullanılmasının yanı sıra verimlilik ve güvenlikteki artışlara yol açmıştır. Her iki durumda da, termal bilimler fiziksel ve kimyasal süreçler ve sonuç arasındaki temel etkileşimlere bakıyor.
