【2024年最新版】熱力学の参考書・問題集おすすめランキング9選~レベル別に紹介~

1．熱力学的状態，熱力学第１法則
　基礎事項
　　1.1　熱力学の対象
　　1.2　熱平衡の概念（熱力学第０法則）
　　1.3　熱力学的な接触
　　1.4　熱力学的な量
　　1.5　変化の過程
　　1.6　熱力学第１法則
　　1.7　熱量
　　1.8　無限小過程についての熱力学第１法則
　　1.9　温度
　　1.10　熱容量，比熱
　　1.11　状態方程式
　　1.12　独立変数の変更
　例題
　演習問題
　問題解答

2．熱力学第２法則とエントロピー
　基礎事項
　　2.1　可逆過程と不可逆過程
　　2.2　補助定理（Carnotサイクル）
　　2.3　熱力学第２法則
　　2.4　一般的なCarnotサイクルの効率
　　2.5　絶対温度
　　2.6　任意のサイクルに関するClausiusの不等式
　　2.7　エントロピー
　　2.8　エントロピーの相加性
　　2.9　第２法則の一般的表現
　　2.10　実際に起こる変化の向き
　　2.11　最大仕事と最小仕事
　例題
　演習問題
　問題解答

3．熱力学関数と平衡条件
　基礎事項
　　3.1　熱力学関数
　　3.2　Legendre変換
　　3.3　Gibbs‐Duhemの関係
　　3.4　若干の熱力学的量の定義および熱力学関係式
　　3.5　熱力学第３法則（Nernst‐Planckの定理）
　　3.6　二つの系の間の平衡
　　3.7　与えられた環境のもとにおける熱平衡条件
　　3.8　熱力学の不等式
　　3.9　Le Chatelier‐Braunの原理
　例題
　演習問題
　問題解答

4．相平衡および化学平衡
　基礎事項
　　4.1　相
　　4.2　純粋物質の異なる相の間の平衡
　　4.3　表面張力
　　4.4　異なる相にある多成分系の平衡
　　4.5　Gibbsの相律
　　4.6　気体の化学ポテンシャル
　　4.7　液体および固体における化学ポテンシャル，飽和蒸気圧
　　4.8　理想希薄溶液
　　4.9　理想溶液（理想的固溶体）と正則溶液
　　4.10　溶液の濃度の表し方
　　4.11　活動度および活動度係数
　　4.12　強電解質溶液
　　4.13　化学平衡
　　4.14　電池の熱力学
　　4.15　熱力学第３法則の応用
　例題
　演習問題
　問題解答

5．統計力学の原理
　基礎事項
　　5.1　微視的状態
　　5.2　統計力学的な見方
　　5.3　等重率の原理とミクロカノニカル集団
　　5.4　巨視的状態の熱力学的重率とエントロピー
　　5.5　状態数および状態密度
　　5.6　統計熱力学的に正常な系
　　5.7　二つの系の接触
　　5.8　準静的断熱過程
　　5.9　接触する二つの系の平衡
　　5.10　熱力学の基本法則
　　5.11　最も確からしい状態，ゆらぎ
　　5.12　カノニカル分布
　　5.13　一般的なカノニカル分布
　　5.14　分配関数と熱力学関数
　　5.15　Fermi統計，Bose統計，Boltzmann統計
　　5.16　エントロピーの一般的な定義
　例題
　演習問題
　問題解答

6．カノニカル分布の応用
　基礎事項
　　6.1　分配関数Ｚ（β）の一般的性質
　　6.2　大きい系についての漸近評価
　　6.3　漸近評価と熱力学関数のLegendre変換
　　6.4　大分配関数Ξ
　　6.5　一般的なカノニカル分布に関する分配関数
　　6.6　古典的位置分布関数
　　6.7　密度行列
　例題
　演習問題
　問題解答

7．気体の統計熱力学
　基礎事項
　　7.1　理想気体の分配関数
　　7.2　気体分子の内部自由度と分配関数
　　7.3　混合理想気体
　　7.4　分子間相互作用
　　7.5　クラスター展開
　例題
　演習問題
　問題解答

8．Fermi統計とBose統計の応用
　基礎事項
　　8.1　Fermi統計の基本公式
　　8.2　Fermi分布関数
　　8.3　結晶体内電子のエネルギーバンド
　　8.4　空孔
　　8.5　半導体
　　8.6　Bose統計，液体ヘリウム
　例題
　演習問題
　問題解答

9．強い相互作用をもつ系
　基礎事項
　　9.1　分子場の近似
　　9.2　Bragg‐Williamsの近似
　　9.3　協力現象
　　9.4　荷電粒子に対する平均ポテンシャル
　　9.5　Debye‐Hueckelの理論
　　9.6　粒子系の分布関数
　例題
　演習問題
　問題解答

10．ゆらぎと運動論
　基礎事項
　　10.1　ゆらぎ
　　10.2　衝突数
　　10.3　Boltzmannの輸送方程式
　例題
　演習問題
　問題解答

第1編　力学
　　1-1　力学
　　1-1-1　ニュートンの運動の3法則
　　1-1-2　重力場中の運動
　　1-1-3　振動
　　1-1-4　運動量
　　1-1-5　角運動量と力のモーメント
　　1-1-6　仕事とエネルギー
　　1-1-7　運動量，角運動量，力学的エネルギー保存則
　　1-1-8　重心座標と相対座標
　　1-1-9　中心力と惑星の運動
　　1-1-10　衝突
　　1-1-11　運動している座標系での運動
　　1-1-12　慣性モーメント（能率）
　　1-1-13　固定点をもつ剛体の運動
　　1-1-14　オイラーの運動方程式
　　1-1-15　釣り合い
　　1-1-16　仮想仕事の原理
　　1-1-17　質量が変化する運動
　　1-2　解析力学
　　1-2-1　ラグランジュの運動方程式
　　1-2-2　基準振動
　　1-2-3　格子振動
　　例題1.1～1.12
　　問題研究1.1～1.31

第2編　連続体力学
　　2-1　弾性体力学
　　2-1-1　（拡張された）フックの法則
　　2-1-2　ヤング率，ポアッソン比
　　2-1-3　等方弾性体の運動方程式
　　2-1-4　等方弾性体の釣り合いの式
　　2-2　弾性振動
　　2-2-1　膜の振動
　　2-2-2　棒の振動
　　2-2-3　弦の振動
　　2-3　流体力学
　　2-3-1　流体力学の基礎方程式
　　2-3-2　完全流体（μ＝0）
　　2-3-3　粘性流体（μ≠0）
　　2-3-4　圧縮性流体（ρ≠const）
　　2-3-5　電磁流体方程式
　　2-3-6　プラズマの基本パラメータ
　　例題2.1～2.6
　　問題研究2.1～2.30

第3編　熱学
　　3-1　熱力学の基礎法則
　　3-1-1　熱力学第1法則
　　3-1-2　熱力学第2法則
　　3-1-3　クラウジウスの不等式
　　3-1-4　カルノー・サイクル
　　3-2　熱力学関数
　　3-3　熱力学の諸関係式
　　3-3-1　マクスウェルの関係式
　　3-3-2　熱容量（比熱）
　　3-4　理想気体
　　3-4-1　ボイル-シャルルの法則
　　3-4-2　マイヤーの関係
　　3-4-3　ポアッソンの式
　　3-4-4　原子分子の定積熱容量（定積モル比熱）
　　3-5　実在気体
　　3-5-1　ファン・デル・ワールスの式
　　3-5-2　ビリアル展開
　　3-6　ジュール-トムソン効果
　　3-7　相平衡
　　3-7-1　2相平衡
　　3-7-2　クラウジウス-クラペイロンの式
　　3-8　熱伝導
　　3-8-1　熱伝導率
　　3-8-2　熱伝導方程式
　　例題3.1～3.5
　　問題研究3.1～3.28

第4編　光学
　　4-1　波動光学
　　4-1-1　干渉
　　4-1-2　回折
　　4-2　偏光
　　4-2-1　偏光の定義
　　4-2-2　光の強さ
　　4-2-3　ファラデー効果
　　4-3　幾何光学
　　4-3-1　フェルマーの原理
　　4-3-2　光線方程式
　　4-3-3　アイコナール方程式
　　4-3-4　球面による結像（近軸光線）
　　4-4　量子光学
　　4-4-1　光の吸収，放出
　　例題4.1～4.6
　　問題研究4.1～4.33

問題解答
付表
索引