Hay tres leyes básicas de la termodinámica. La primera ley de la termodinámica y la segunda ley de la termodinámica se utilizan más comúnmente en la investigación geoquímica.
La expresión matemática de la primera ley de la termodinámica es:
Geoquímica
Donde: Q es el intercambio de energía provocado por la diferencia de temperatura entre el sistema y el forma ambiental; ΔU es el valor de cambio de la energía interna del sistema; A es el trabajo intercambiado entre el sistema y el medio ambiente. El trabajo en termodinámica incluye trabajo volumétrico y trabajo no volumétrico (como trabajo superficial y trabajo eléctrico). Se puede ver en la ecuación (4.1) que toda la energía térmica obtenida por el sistema a partir del intercambio externo se convierte en energía interna, excepto el trabajo realizado cuando el sistema intercambia energía con el mundo externo. La esencia de la primera ley de la termodinámica es: ya sea que la energía se transfiera de un objeto a otro o se convierta de una forma a otra, su cantidad total permanece sin cambios. Esta es la ley de conservación de la energía (y conversión de energía).
La expresión matemática de la segunda ley de la termodinámica es:
Geoquímica
Donde: eta es el coeficiente de trabajo efectivo Q1 es el calor total aportado por el; el valor de la fuente de calor de alta temperatura Q1-Q2 son los valores de calor que se pueden convertir con éxito durante el proceso de intercambio de calor. T1 y T2 son los valores de temperatura absoluta inicial del objeto de alta temperatura y del objeto de baja temperatura; respectivamente. La esencia de la segunda ley de la termodinámica es: en la conversión de energía calorfuncional, todas las funciones se convierten en calor, pero no todo el calor puede convertirse con éxito. En el campo de la investigación geoquímica, la segunda ley de la termodinámica y varias fórmulas de cálculo de parámetros termodinámicos derivadas de ella se utilizan ampliamente.