使用教材：《热力学与统计物理学》（北京大学物理丛书，北京大学出版社，“十一五”国家级规划教材。
教学视频：热力学与统计物理_哔哩哔哩_bilibili
什么是热力学？
热力学是研究热现象的宏观理论。热现象，包括热传递、做功、温度变化等。宏观尺度，是指微米到光年。达到百万光年级，则是宇观尺度。统计力学，又称统计物理学，则从微观层面研究热现象。
热力学研究的三个问题
转化的数量关系
过程进行的方向
平衡的条件
热力学基本概念
热力学系统
气体系统（理想气体、非理想气体），磁系统、辐射系统
绝热
刚性
孤立（无热量传递，无外界做功，无粒子束交换）
开放系统、封闭系统
平衡态
什么是平衡态？
无外界影响下，系统各部分（如何定义“部分”？）性质（力、热、……）长时间（弛豫时间）不发生变化。
平衡态的描述
状态变量：几何变量、力学变量、电磁变量、化学变量
温度：态函数，由状态变量确定
均匀系（单相系）、非均匀系（复相系）
广延量、强度量
热平衡定律（热力学第零定律）
处于热平衡状态的物体温度相等
理想气体温标（定压气体温标）
物态方程
态函数之间的函数关系
或
其中
为温度，
为压强，
为体积。 例如，理想气体的物态方程为，
，其中
为温度、
为压强、
为体积、
为物质量、
为普适气体常量。
物态方程相关物理量
膨胀系数：
，括号外的
表示压强不变压强系数：
，括号外的
表示体积不变等温压缩系数：
，括号外的
表示温度不变
恒等符合 ≡ 在这里表示，等式左边是一个由右式定义的量。
在理想气体下，
，将
的定义式代入，则可以转化为：
证明 1：
因为
证明 2：
常见的物态方程
理想气体方程：
范德瓦耳斯气体方程：
注：反映了气体分子、原子间的相互作用，反映了不可压缩性
昂尼斯方程：
流体体积变化的做功（准平衡态）过程
外界对系统做的功：
注：
为过程量，不存在
.
时，外界对系统做正功；若系统对外界做功，即
，则
