Termisk vetenskap är en gren av vetenskaplig forskning som specifikt handlar om värme och energi, genom termodynamik och värmeöverföring. Termisk vetenskap används i många praktiska tillämpningar, såsom värmesystem, energigenerering och experimentellt också. Termisk vetenskap anses vanligtvis vara en gren av ingenjörskonst, eftersom den i praktiska tillämpningar oftast används av ingenjörer som försöker designa mer säkra och effektiva värme- och energigenereringssystem.
Termisk vetenskap tittar först på termodynamik, som är en gren av fysiken som innehåller flera variabler och hur de interagerar för att bilda värme eller energi. Termodynamik undersöker interaktionen mellan temperatur, tryck och volym inom ett system för att skapa värme, energi eller båda. Metamorfosen av energi i jakten på kraft och värme är i fokus för termodynamiken, som hänvisar till den energiska uteffekten av en enhet som ”arbete”, den kraft som behövs för att flytta ett objekt. Termodynamik styrs av flera regler, liksom de flesta vetenskapliga discipliner.
Den första regeln är att det inte går att utvinna mer energi från ett system än vad som tillförs, eftersom energi bara kan omvandlas till en ny form, inte skapas eller förstöras. Det andra är att alla maskiner kommer att förlora effektivitet mellan ingående och utgående energi i en process som kallas entropi, där energi faktiskt går förlorad. Dessa regler styr energiomvandlingssystem från vattenkraftsdammar till bensinmotorn och är en avgörande del av termodynamiken.
Termisk vetenskap är ett försök att balansera värmeöverföring och termodynamikens lagar i ett försök att komma fram när energi genereras. Termisk vetenskap innefattar flera vetenskapliga discipliner, som alla handlar om energi, eftersom forskare och ingenjörer arbetar tillsammans för att använda termisk energi mer effektivt. Termisk vetenskap tittar på nya sätt att utvinna värme, isolera energi och utnyttja den på ett så praktiskt sätt som möjligt.
Studenter i termisk vetenskap är intresserade av att utforska alternativa sätt att samla energi, samt maximera mänsklig säkerhet kring energiomvandlingssystem. När termisk vetenskap används i en praktisk tillämpning, tittar ingenjörer på värmeöverföringsegenskaper hos objekt eller energisystem, samt försöker avgöra vad den övergripande energibalansen inom ett system är. Dessutom tittar ingenjörer på termodynamikens principer, som inkluderar kemiska och fysikaliska reaktioner utöver de primära lagarna.
När de används teoretiskt är fysiker som fokuserar på termisk vetenskap intresserade av att utforska hur elektricitet omvandlas och hur system för energiomvandling kan förbättras. Studiet av termisk vetenskap på en teoretisk nivå har lett till introduktionen av många energibesparande anordningar, samt ökad effektivitet och säkerhet. I båda fallen tittar termisk vetenskap på grundläggande interaktioner mellan fysiska och kemiska processer och resultatet.