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In fisica l'energia termica è la forma di energia posseduta da qualsiasi corpo che abbia una temperatura superiore allo zero assoluto: si tratta di una grandezza estensiva, proporzionale alla temperatura e all'estensione del corpo, misurabile come quantità di sostanza, come massa o volume; la costante di proporzionalità tra l'energia termica e queste due variabili si chiama calore specifico. In base al secondo principio della termodinamica, è considerata una forma di energia degradata in quanto non tutta l'energia termica può essere convertita in energia meccanica; al contrario ogni altra forma di energia ha la possibilità di convertirsi più o meno spontaneamente nel tempo tutta in energia termica (come l'energia meccanica per attrito, l'energia elettromagnetica per assorbimento della radiazione o energia elettrica per dissipazione resistiva).

La chimica fisica è la branca della chimica che studia le leggi fisiche che sottostanno ai processi chimici, ovvero studia il dettaglio dei processi chimici considerando molecole e atomi come sistemi fisici. Classiche aree di lavoro della chimica fisica sono la termodinamica, la cinetica chimica, la meccanica quantistica e la spettroscopia.