蒸发需要从周围或液体本身吸收能量，热泵把低温环境的热量转移到高温区域

凝固过程中系统通常向外界释放潜热。沸腾发生于液体内部与表面的剧烈汽化。蒸发可以在低于沸点的温度下发生。沸点随外界压强改变而发生相应变化。高山上的水可能在低于标准沸点时沸腾。升华指物质由固态直接转变为气态。凝华使气态物质直接形成固态结构。潜热对应相变时不伴随温度连续改变的吸放热。

化学平衡对应适当条件下自由能的极小状态。化学势描述组分加入系统所引起的自由能变化。相平衡要求各相中相关组分化学势相等。固体具有相对稳定的形状和体积特征。液体通常保持一定体积而随容器改变形状。气体能够扩展并占据容器可利用的空间。等离子体含有一定数量自由带电粒子。熔化是物质从固态转变为液态的过程。

热力学第二定律限制能量转化的可能方向。熵是描述系统状态的重要热力学函数。孤立系统的总熵在自发过程中不会减少。局部熵减可以通过向外界输出熵实现。生命维持局部有序并不违背热力学规律。可逆过程是无限接近平衡的理想化过程。摩擦与有限温差传热会造成熵的产生。卡诺循环由两个等温和两个绝热过程组成。

一级相变通常伴随潜热和某些状态量突变。连续相变在临界区域呈现特殊涨落行为。序参量用来刻画系统不同相之间的区别。统计力学把宏观性质与微观状态联系起来。玻尔兹曼关系把熵与可实现微观状态数联系。宏观平衡不意味着微观粒子停止运动。热涨落在微小系统中往往更加显著。负温度只适用于具有特定能级结构的系统。