Neste texto, aborda-se a termodinâmica dos processos reversíveis, os princípios da termodinâmica do equilíbrio, os fundamentos da teoria cinética dos gases, o conceito de entropia e alguns aspectos da física quântica. Dá-se ênfase às duas descobertas estruturantes da física do século XX que são a descoberta da natureza corpuscular da luz e a descoberta da natureza ondulatória da matéria. Estes temas correspondem ao curriculum mínimo de termodinâmica e de física da estrutura da matéria de qualquer curso de engenharia e de física e pode ser seguido por alunos do primeiro ano da universidade.
Para a maioria dos cursos de engenharia e de física, a matéria abordada é suficiente para ter uma visão qualitativa e quantitativa dos fenómenos que envolvem trocas de calor e máquinas térmicas e dos princípios que regem o funcionamento dos equipamentos electrónicos modernos.
As máquinas térmicas que estão presentes no nosso dia-a-dia são os motores dos automóveis e dos aviões, os frigoríficos, os sistemas de ar condicionado, as centrais de produção de energia, os seres vivos e o sistema climático global. Os equipamentos electrónicos modernos são os televisores, os computadores, os lasers e a energia nuclear.