Termodinamika Awal adalah cabang fisika yang mempelajari hubungan antara kalor, kerja, dan energi. Konsep pertama yang harus dipahami adalah perbedaan mendasar antara suhu (derajat panas) dan energi termal (kalor).
Suhu adalah besaran yang mengukur derajat panas atau dingin suatu benda. Suhu secara fundamental berhubungan dengan energi kinetik rata-rata dari molekul-molekul penyusun benda tersebut.
Saat molekul bergerak lebih cepat dan bergetar lebih intens, kita merasakan suhu benda tersebut meningkat. Suhu diukur menggunakan termometer dengan satuan seperti Celsius, Fahrenheit, atau Kelvin (satuan SI).
Berbeda dengan suhu, energi termal atau kalor adalah total energi kinetik dan potensial yang dimiliki oleh semua molekul dalam suatu benda. Kalor adalah bentuk energi yang dapat berpindah.
Energi termal bergantung pada dua faktor: suhu dan massa benda. Benda yang lebih besar, meskipun memiliki suhu yang sama dengan benda kecil, akan memiliki energi termal yang jauh lebih banyak.
Misalnya, segelas air mendidih (suhu tinggi) memiliki energi termal yang jauh lebih kecil daripada kolam renang besar yang hangat (suhu lebih rendah). Massa adalah faktor penentu total energi.
Termodinamika Awal menjelaskan bahwa kalor (energi termal yang berpindah) akan mengalir secara spontan dari benda bersuhu lebih tinggi ke benda bersuhu lebih rendah.
Perpindahan kalor ini akan berhenti ketika kedua benda mencapai keseimbangan termal, yaitu saat suhu kedua benda menjadi sama. Pada titik ini, energi termal totalnya konstan.
Memahami perbedaan antara suhu dan energi termal sangat krusial. Suhu adalah properti intensif (tidak bergantung massa), sedangkan energi termal adalah properti ekstensif (bergantung massa).
Konsep dasar ini membentuk Termodinamika Awal dan sangat penting dalam aplikasi seperti mesin kalor dan refrigerasi. Pemisahan antara derajat panas dan total energi adalah kunci analisis termal.