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▶ 이 책은 열 및 통계역학을 다룬 이론서입니다. 열 및 통계역학의 기초적이고 전반적인 내용을 학습할 수 있도록 구성했습니다.

I 부 열물리학의 요소

1장 열물리학의 기초

2장 열역학 제1법칙

3장 성질과 편미분

4장 기체의 과정

5장 상전이

6장 가역 과정과 비가역 과정

II 부 열역학의 기초

7장 열역학 제2법칙

8장 온도 눈금과 절대 영도

9장 상태 공간과 미분

10장 엔트로피

11장 엔트로피 존재성의 결과들

12장 열역학 퍼텐셜

13장 상전이와 열린계

14장 유전체 계와 자성체 계

III 부 통계 열역학

15장 분자 모형들

16장 기체 운동론

17장 엔트로피의 미시적인 의미

IV부 통계 역학 I

18장 모둠

19장 분배 함수

20장 양자계

21장 독립적인 입자와 상자성

22장 요동과 에너지 분포

23장 일반화와 이원자 기체

V부 통계 역학 II

24장 광자와 포논

25장 큰 바른틀 모둠

26장 페르미온과 보손

27장 페르미와 보스 기체

28장 상호작용하는 계

29장 컴퓨터 시뮬레이션

부록 A 수학 관계식, 상수 및 성질 557

문제 정답 561

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머리말
물리학 가운데 열역학 및 통계역학은 학생들이 가장 어려워하는 과목이다. 대학에서 일반물리학을 배울 때 열역학 및 통계역학은 역학과 전자기학보다 중요성이 떨어지고 물리학보다는 화학에 가깝다는 이유로 생략하고 안 배우는 경우가 많다. 그러다 보니 전공과목에서 마주치게 되면 어렵고 별 쓸모가 없어 보이는 지루한 과목이 되고, 가르치는 교수들에게는 학습의 동기 부여가 어려워 서로 맡기를 꺼려 하는 기피과목이 되곤 한다.
정말로 열역학 및 통계역학이 재미없고 쓸모가 없는 과목일까? 대학원을 마치고 실제로 연구생활을 해 보면 물리학의 꽃이라는 양자역학이나 역학, 전자기학보다 더 유용한 것이 바로 열역학과 통계역학이다. 비열, 상전이, 자유에너지, 엔트로피 등의 열역학과 통계역학에서 등장하는 용어와 개념들이 다른 물리학 분야의 용어나 개념들보다 연구 논문에서 더 흔하게 접하게 된다. 거시적인 현상을 다루는 열역학과 이를 미시적으로 설명하는 통계역학은 모든 자연현상에 적용될 수 있는 뛰어난 응용성을 가지고 있기 때문이다. 이 때문에 물리학 전공자라면 대학에서 열역학 및 통계역학을 꼭 배우고 익혀서 나가야 한다.
열역학 및 통계역학을 다룬 교재는 역학, 전자기학, 양자역학 교재에 비해 수가 많지는 않지만, 과거부터 꾸준히 출판되어 국내에서 사용되어 왔다. 교재마다 장점과 단점을 모두 갖고 있어 어느 교재가 가장 좋다고 이야기하기는 어렵다. 물리학 전공 학생들을 위한 이론에 치중한 교재가 있는가 하면 공학 전공 학생들을 위한 이론보다 응용에 중점을 둔 교재도 있다. 한 권의 교재에 만족하기보다 몇 권의 교재를 비교해가며 공부하는 것도 재미있을 것이다.
하디(Hardy)와 비넥(Binek)의 <열 및 통계역학>의 특징으로는 한 교재에서 열역학과 통계역학을 모두 다루고 있다는 점, 고전적인 내용부터 원자 수준의 양자역학적 내용까지를 다루고 있다는 점, 필요에 따라 열역학과 통계역학을 혼합하여 현상을 통합적으로 해석하고 있다는 점을 들 수 있다. 열역학과 통계역학을 이해하기 위해서는 적절한 수학 지식이 필요한데 저자들은 이에 대한 배려를 아끼지 않고 있어 수리물리학을 배우지 않았더라도 책의 내용을 이해하는 데 어려움이 없다는 것 역시 이 책이 가진 장점이다.