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L'étude des phénomènes thermiques et mécaniques régissant les échanges entre milieux ou systèmes divers fait l'objet de ce livre. Dans la première partie (Thermodynamique classique), sont exposés les principes généraux sur lesquels se fondent ces échanges ainsi que les états d'équilibre qui en résultent pour les systèmes impliqués. Y figure également une analyse des principales applications technologiques de ces principes.
Dans la deuxième partie (Physique statistique), la prise en compte des propriétés microscopiques des particules élémentaires composant ces systèmes permet, grâce à l'application de différents types de statistique, d'appréhender et de déterminer les grandeurs moyennes (macroscopiques) de ces systèmes. Les processus irréversibles responsables du passage d'un état d'équilibre à un autre sont analysés dans la troisième partie (Cinétique) et la description des phénomènes de transport et des milieux hors d'équilibre en est déduite.
L'ouvrage est essentiellement destiné aux étudiants déjà engagés dans des études scientifiques de type master ou école d'ingénieurs. Il s'adresse aussi aux ingénieurs intéressés par tous les aspects des échanges mécaniques et thermiques, ainsi qu'aux chercheurs désirant se familiariser avec les phénomènes de non-équilibre.