Die Thermodynamik befasst sich mit dem Verhalten von Stoffen unter dem Einfluss von Temperatur und Temperaturveränderung. Die Verbindung dieser Überlegungen mit anderen Phänomenen wie z.B. Druck zu einer konsistenten Theorie ermöglichte die systematische Konstruktion von Dampfmaschinen und Motoren, dies war entscheidend für die Industrialisierung, zu der auch die in Kapitel 2 behandelte Mechanik maßgeblich beitrug. Zunächst war allerdings völlig ungeklärt, wie Mechanik und Thermodynamik zusammenpassen. Diese Brücke entwickelte sich in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts durch die Grundzüge der kinetischen Gastheorie sowie der Theorie der Phasenübergänge von einem in einen anderen Aggregatzustand. In der Mechanik der festen Körper konnten wir das Verhalten von Teilchen und Körpern einzeln bestimmen. Dies ist für die vielen Teilchen einer Flüssigkeit oder eines Gases völlig unmöglich und auch nicht erwünscht. Man muss daher statistische Betrachtungen anstellen und zu neuen Größen für das gesamte Teilchenensemble übergehen wie beispielsweise Druck (s. Abschn. 2.7.2), Temperatur oder Wärmemenge, die sehr viele verschiedene Teilchen-Mikrozustände zu Makrozuständen des gesamten Teilchenensembles zusammenfassen. In der statistischen Physik geht es in aller Regel darum herauszufinden, welcher Makrozustand schließlich das Gleichgewicht darstellt (s. Abschn. 3.2).