应用热力学和统计物理研究合金的相图、相变及有关性能等问题的学科。合金热力学又叫固体热力学或材料热力学，即将研究的对象推广到固体或材料。合金热力学又叫冶金热力学，则将它推广到广泛的冶金现象。合金热力学又叫合金能量学，强调它用能量的观点，处理有关合金的问题。合金热力学的理论基础经典热力学经典热力学是现象理论。它所依据的是从无数经验归纳出的三个定律，然后从此演绎出许多描述物质平衡性质的关系式。热力学第一定律是力学中机械能转换和守恒定律的延伸。若环境对体系作功W，体系又从环境吸热Q，则体系的内能增加ΔU为：ΔU＝W＋Q (1)  或 dU＝δW＋δQ (1a)  由于U是状态函数,才能写为全微分;而W及Q随过程而有所不同，不能写为全微分。热力学第二定律指出了过程方向，它的一种表达方式便是熵增原理：dS（总)=(dS（体）+dS(环))≥0 (2)  式中dS（体）、dS(环)及dS（总)分别表示体系、环境和总熵的全微分；(2)式中“=”表示平衡关系；“＞”表示过程方向。熵的概念是在19世纪研究热机效率时提出的：从状态 1到状态 2的热量变化是随途径而异

的，而可逆过程的 则与途径无关。人们定义熵S的全微分为：dS呏δQr/T (3)  δQr是可逆过程的热量变化，T是绝对温度，由于S是状态函数，故可写为全微分。热力学第三定律是为了计算熵的绝对值的。凝聚系的熵在恒温过程中改变值ΔS随绝对温度降低而趋于零。即：

(4)  从(3)式得到：(5)  从(4)式可以证明S0是一个绝对常数，一般选择S0=0。热力学第一及第二定律分别引入体系的状态函数U及S,为了分析问题的方便，定义了焓H、自由能F及自由焓G式中p及V分别是体系的压强和体积。合并第一及第二定律，可以获得关闭体系（与环境没有物质交换）的平衡条件(=)及过程方向(＜)为：   (dU)v,S≤0 (9)    (dH)p,S≤0 (10)    (dF)v,T≤0 (11)    (dG)p,T≤0 (12)    由于p、V、T、S、U、H、F、G都是状态函数,借助于微分方程，可以导出许多表述物质平衡现象的关系式。例如，考虑可逆过程的膨胀功(pdV)，则合并第一定律(1)式及第二定律(3)式得到：   dU＝TdS-pdV (13)    利用上式及H、F、G定义，可以分别得到：   dH＝TdS+Vdp (14)    dF＝-SdT-pdV (15)    dG＝-SdT+Vdp (16)    若再考虑可逆过程的其他功（下表）

,     则与-pdV 相对应的有F·dι、γdA、εdZ、H·dJ，因而广义焓的定义为：

   (17)  式中YK为与体系的物质总量无关的“强度性质”，如表中p、F、γ、ε、H；XK为与体系的物质总量有关的“广度性质”,有时将YK和XK分别叫作“广义力”和“广义位移”。