熱力學第一定律 (First Law of Thermodynamics)與絕熱膨脹
國立彰化高級中學姜志忠教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯
在熱力學中熱力學第一定律為能量守恆定律更廣泛的應用，魯道夫.克勞修斯(Rudolf Clausius)於1850年首次明白的陳述熱力學第一定律。
「系統內能（U）的增加等於系統吸收的熱（δQ）減去系統對周圍環境所做的功（δW）」
該定律敘述一個系統能夠貯存熱量成為內能(internal enargy)，藉由熱傳遞的過程，能量可以從一個高溫的來源加到系統中或損失能量到一個更低溫的系統。此外，能量也可經由作功的過程損失；反過來，當外界對系統做功，則系統的能量將會增加。
絕熱膨脹（Adiabatic Expansion）
國立彰化高級中學姜志忠教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯
在熱力學中所謂的「絕熱過程(adiabatic process)」，指的是「整個過程中沒有熱量的轉換或進出」。「adiabatic」，源自希臘文的「adiabatos」，代表「not to be passed through」，若從字面上來看指的是「不能通行的（impassable）」，既然熱無法通行，在過程中自然無法產生熱的轉換。
負熱膨脹（Thermal Expansion）的應用與相關材料
國立彰化高級中學姜志忠教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯
負熱膨脹材料（Negative Thermal Expansion ，NTE)是一種物理化學的過程，當物體與多數物體受熱膨脹的變化不同，該物質遇熱體積反而收縮；具有這種不同性質的物體應用在a potential engineering, photonic, electronic, and structural applications. 例如，如果將NTE的物質與一般物體混合，將使該混合物變成零膨脹係數或近零膨脹係數的複合材料。