열역학은 에너지의 변환과 이동을 다루는 물리학의 핵심 분야로, 우리 일상생활부터 첨단 과학 기술까지 광범위하게 적용됩니다. 본서는 고등학생들이 대학 수준의 열역학 개념을 미리 접하고 이해할 수 있도록 구성된 교양 서적입니다. 열역학의 기초부터 시작해 온도와 열, 이상 기체, 열역학 법칙 등 핵심 개념을 단계적으로 소개하며, 실생활 사례와 연계하여 독자들의 이해를 돕습니다.

본서는 열역학의 이론적 기반뿐만 아니라 실제 응용 분야도 폭넓게 다룹니다. 열기관과 냉동기의 원리, 동력 사이클과 효율, 공조 시스템, 연소와 열화학 등 공학적 응용을 소개하여 열역학이 현대 기술의 근간임을 보여줍니다. 또한 화학 열역학, 통계 열역학, 생물학적 시스템의 열역학 등 다양한 학문 분야와의 연계성을 탐구하여 열역학의 학제간 중요성을 강조합니다.

나아가 본서는 현대 과학의 최전선에서 이루어지고 있는 열역학 연구의 동향도 소개합니다. 나노스케일 열역학, 양자 열역학, 비평형 열역학 등 첨단 연구 분야를 다루며, 이를 통해 열역학이 미래 과학 기술 발전에 어떻게 기여할 수 있는지 전망합니다. 특히 지속 가능한 발전을 위한 열역학의 역할을 조명하여, 에너지와 환경 문제 해결에 열역학 지식이 어떻게 활용될 수 있는지 제시합니다.

이 책은 고등학생들에게 열역학의 기초부터 최신 연구 동향까지 폭넓은 시야를 제공합니다. 쉬운 설명과 풍부한 사례를 통해 복잡한 개념들을 이해하기 쉽게 풀어내어, 독자들이 열역학의 세계로 자연스럽게 입문할 수 있도록 돕습니다. 열역학에 관심 있는 학생들뿐만 아니라, 과학 기술의 근간을 이루는 열역학의 중요성을 알고 싶은 모든 이에게 유용한 지식과 통찰을 제공할 것입니다.

1. 열역학의 기초와 역사
2. 온도와 열: 기본 개념
3. 이상 기체와 상태 방정식
4. 열역학 제1법칙: 에너지 보존
5. 열역학 과정과 사이클
6. 열역학 제2법칙: 엔트로피
7. 열기관과 냉동기의 원리
8. 열역학적 관계식과 맥스웰 관계식
9. 혼합물과 용액의 열역학
10. 화학반응과 연소의 열역학
11. 상변화와 상평형
12. 압축성 유체의 열역학
13. 동력 사이클과 효율
14. 냉동 및 열펌프 사이클
15. 습공기와 공조 시스템
16. 연소와 열화학
17. 열전달의 기초
18. 엑서지와 가용에너지
19. 열역학 시스템의 안정성
20. 통계열역학의 기초
21. 화학 열역학과 반응 속도론
22. 표면 현상과 계면 열역학
23. 불가역 과정과 엔트로피 생성
24. 열역학과 에너지 변환 기술
25. 생물학적 시스템의 열역학
26. 열역학의 미래와 응용