El objetivo de la termodinámica

Llamaremos sistemas compuestos a aquellos sistemas conformados por varios sistemas simples (monocomponentes) y sistemas cerrados a aquéllos que no intercambian energía ni materia con el exterior.

El problema central de la termodinámica consiste en determinar los estados de equilibrio a los que eventualmente arriba un sistema compuesto cerrado cuando se eliminan ciertos vínculos internos. Por ejemplo, dos sistemas simples en un cilindro cerrado (rígido, adiabático e impermeable a la materia) separados por un pistón móvil (adiabático e impermeable) inicialmente fijo en determinada posición:

si liberamos el pistón, éste buscará una nueva posición; si se quita la aislación térmica del pistón, se redistribuirá la energía; si se perfora el pistón, habrá una redistribución de materia (y de energía).

Cada vez que se elimina un vínculo, el sistema espontáneamente busca un nuevo estado de equilibrio. El objetivo de la termodinámica es encontrar los nuevos valores para $U^{(i)}$, $V^{(i)}$, $n^{(i)}$.