La termodinamica presentata dal nucleo del QdR è quella di un sistema macroscopico, principalmente descritto tramite grandezze collettive. I concetti e abilità di livello base includono la temperatura, il calore come flusso di energia e la calorimetria, le trasformazioni termodinamiche e il concetto di irreversibilità. Il livello avanzato è dedicato ai cicli termodinamici, al secondo Principio e al significato dell'entropia come misura del comportamento irreversibile. Infine, il nucleo del QdR include un accenno alla teoria cinetica dei gas come prima spiegazione microscopica dell'approccio termodinamico.