Тепловой процесс - переход вещества из одного состояния в другое. При охлаждении вещество выделяет энергию, при нагревании поглощает. Для каждого процесса существует парный обратный процесс, так отвердеваниеплавление (для твёрдых тел), охлаждениенагревание (для всех состояний вещества), конденсацияпарообразование (для вещества в состоянии газа).

Тепловые процессы подразделяются на обратимые и необратимые.

Как демонстрирует практическая деятельность, большинство тепловых процессов получится провести лишь в одном направлении. Указанные процессы принято обозначать как необратимые.

К примеру, при тепловом контакте пары тел с различными температурами тепловой поток бессменно устремлен от сильнее нагретого к менее горячему. Никогда не встречается самопроизвольный процесс передачи тепла от тела с низкой температурой к телу с более высокой температурой. Значит, процесс теплообмена при конечной разности температур будет необратимым.

Обратимыми процессами называют процедуру перехода системы из одного равновесного состояния в другое, которую можно провести в обратном направлении через ту же последовательность промежуточных равновесных состояний. При этом сама система и окружающие тела возвращаются к исходному состоянию.

Все реальные процессы необратимы, но они могут сколь угодно близко приближаться к обратимым процессам. Обратимые процессы выступают идеализацией реальных процессов.

Можно выделить несколько простых, но нашедших широкое применение в практической деятельности, тепловых процессов:

Адиабатный процесс — совершающийся без теплообмена с окружающей средой;

Изохорный процесс — совершающийся при неизменном объёме;

Изобарный процесс — совершающийся при неизменном давлении;

Изотермический процесс — совершающийся при неизменной температуре;

Политропный процесс — совершающийся при неизменной теплоёмкости;

В технике важны круговые процессы (циклы), то есть повторяющиеся процессы, к примеру, цикл Карно, цикл Ренкина.