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A termodinâmica é um ramo essencial da física que estuda as trocas de energia, nomeadamente sob a forma de calor e de trabalho, entre os sistemas e o seu ambiente. Desempenha um papel central na compreensão de muitos fenómenos naturais e no funcionamento de uma variedade de sistemas técnicos. A termodinâmica é uma base essencial para os alunos do primeiro ano. Não só lhes permite adquirir as ferramentas conceptuais e matemáticas necessárias para analisar situações concretas, como também os ajuda a desenvolver um raciocínio científico rigoroso. As leis da termodinâmica aplicam-se a uma multiplicidade de domínios, desde o funcionamento de motores térmicos, turbinas e reactores nucleares até processos vitais como a respiração e a fotossíntese. Além disso, a termodinâmica é frequentemente a primeira ciência a realçar conceitos abstractos mas poderosos, como a energia interna, a entropia e o equilíbrio termodinâmico. Aprender a lidar com estes conceitos prepara os estudantes para disciplinas mais avançadas, como a mecânica dos fluidos, a físico-química ou mesmo a serração.