本书是热力学与统计物理课程教材。主要内容包括热力学和统计物理两大部分。在热力学部分，本书全面回顾了热力学的基础知识，包括平衡态和态变量的定义、热力学三定律、热力学基本微分方程、单元复相系和多元系的平衡等。在统计物理部分，本书系统展开了统计物理的基本图像和方法，包括统计系综的意义、近独立子系、量子理想气体、经典流体、二级相变、平均场理论等。最后，本书还简要介绍了非平衡态统计。本书的主要特点是在统计物理部分直接由系综理论入手，这样有利于读者尽快建立现代统计物理思维。
本书适合作为物理专业教材，也可供化学等相关专业师生参考。

刘川，北京大学物理学院教授。1988年毕业于北京大学物理系并获得学士学位，同年经CUSPEA项目赴美国加州大学圣地亚哥分校(UC San Diego)攻读博士学位，于1994年获得博士学位后在德国国家同步加速实验室从事博士后研究工作。1996年回到北京大学物理学院（前物理系）理论物理研究所任教，2001年起至今任教授。
自博士阶段至今，一直从事格点场论、格点量子色动力学方面的理论研究，并先后讲授“热学”“热力学统计物理”“平衡态统计物理”“理论力学”“电动力学”“计算物理”“量子场论”等课程。

第一部分 热力学
第一章 热力学的基本规律
1 热力学系统及平衡态的描写
2 热力学过程和功
3 热力学第一定律
4 理想气体及其卡诺循环
5 热力学第二定律和熵
6 热力学基本微分方程
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第二章 均匀系的平衡性质
7 麦克斯韦关系和勒让德变换
8 热力学函数和特性函数
9 磁性介质的热力学理论
10 平衡热辐射场的热力学理论
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第三章 单元系的复相平衡
11 平衡判据
12 单元复相系的相平衡
13 相图和克拉珀龙方程
14 范氏气体气液两相的转变
15 曲面分界时的平衡条件和液滴的形成
16 相变的朗道理论
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第四章 多元系的相和化学平衡
17 多元均匀系的热力学基本方程
18 多元系的复相平衡及相律
19 化学反应
20 混合理想气体
21 理想溶液
22 热力学第三定律
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第二部分 统计物理
第五章 统计系综
23 经典系综理论的基本概念
24 量子统计与经典统计
25 微正则系综
26 正则系综与巨正则系综
27 热力学公式
28 涨落的准热力学理论
29 近独立子系的统计分布
30 统计分布的另外一种推导方法
31 近独立子系中粒子数分布的涨落
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第六章 量子理想气体
32 理想玻色气体
33 黑体辐射的统计物理理论
34 固体的热容量
35 理想费米气体
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第七章 经典流体
36 经典理想气体
37 混合理想气体及其化学反应
38 实际气体的物态方程
39 液体的热力学性质
40 稀薄等离子体的统计性质
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第八章 二级相变及其平均场理论
41 自旋模型的微观机制与处理方法
42 伊辛模型的平均场近似
43 布拉格-威廉斯近似——再看平均场近似
44 临界点附近的涨落与关联
45 伊辛模型的严格解、高温展开和对偶性
46 具有连续对称性系统的相变
47 对称性破缺与临界现象中的普适性
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第九章 非平衡态统计
48 玻尔兹曼微分积分方程
49 玻尔兹曼H定理
50 细致平衡条件与平衡分布
51 输运现象
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附录 概率与随机过程
1 概率、随机变量与分布函数
2 常见的概率分布函数
3 随机过程
4 马尔可夫过程
5 福克尔-普朗克方程
参考书
索引