Inžinieriai naudoja termodinaminę analizę, kad įvertintų, kaip energija veikia mechaninių sistemų veikimą. Jis naudoja matematinius modelius, kad nustatytų skirtingų energijos sąnaudų ir kai kurių energijos išeigų, atsirandančių dėl mašinos veikimo, poveikį. Inžinieriai kuria modelius, iliustruojančius kintamuosius, turinčius tiesioginės įtakos sistemos energijos ciklui. Įprastos sistemos, kurios vertinamos atliekant tokio tipo analizę, yra vidaus degimo varikliai ir garo ciklai.
Dalis termodinaminės analizės tiria, kaip energija juda mechaninėje sistemoje, pavyzdžiui, variklyje. Jame paaiškinama, kaip ta energija veikia sistemą. Pavyzdžiui, transporto priemonės vidaus degimo variklis, energija, pagaminta deginant benziną, sąveikauja su variklio dalimis, gamindama galią, reikalingą automobiliui ar sunkvežimiui judėti. Analizė bando paaiškinti, kaip šis procesas veikia.
Atsižvelgiant į skirtingas energijos įvesties vertes, ši analizė gali būti naudojama mechaninės sistemos veikimo diapazonams nustatyti. Matematiniai modeliai yra sukurti tam tikriems parametrams ar dėsniams nustatyti. Paprastais žodžiais tariant, šie modeliai paaiškina, kaip į sistemą įdėjus „x“ energijos kiekį, ji veiks „y“ lygiu. Galimi atsakai taip pat matuojami termodinamine analize, siekiant nustatyti sistemų veikimo ribas.
Analitinis procesas suskaido ir izoliuoja skirtingus energijos šaltinius, kurių reikia sistemai, kad ji galėtų gaminti energiją. Nagrinėjama, kaip tie energijos šaltiniai sąveikauja tarpusavyje kiekviename proceso etape. Vėlgi, naudojant automobilio variklio pavyzdį, kiekvienas pagrindinis sistemos elementas, pavyzdžiui, benzinas, slėgis ir temperatūra, būtų atskirtas ir būtų nustatyta, kurioje vietoje tam tikri elementai ir sąveika sukels skirtingas reakcijas variklyje. Pavyzdžiui, inžinieriai žino, kad kai benzinas kaitinamas, o tai sukelia automobilio uždegimo procesas, jis plečiasi ir dega, kad transporto priemonė galėtų judėti.
Atliekant termodinaminę analizę, mechaninės sistemos veikimas paprastai apibūdinamas kaip procesas, suskirstytas į konkrečius veiksmus. Nors atskiri etapai paprastai grindžiami vienas kitu, kiekvienas iš jų yra išnagrinėtas siekiant nustatyti, kaip tai prisideda prie sistemos veikimo ir ar tai tiesiogiai veikia sistemos generuojamą energijos kiekį. Remdamiesi šiais proceso etapais, inžinieriai sukuria galimą matematinį modelį, kuris gali būti naudojamas prognozuoti našumą.
Inžinierių sukurti matematiniai modeliai skirsis priklausomai nuo vertinamos mechaninės sistemos tipo. Dauguma jų apima algebrines lygtis, nes termodinaminė analizė dažnai susijusi su žinomų ir nežinomų kintamųjų rinkiniu. Gali būti sudarytos kelios lygtys, siekiant paaiškinti mechaninės sistemos ir jos galios šaltinių tarpusavio dinamiką.