Ce cours de physique en cinq volumes présente les fondements théoriques des grands domaines de la physique enseignés en 1er cycle - la thermodynamique, la mécanique du point, l'optique et l'électromagnétisme - et leurs applications à des systèmes d'abord simples puis complexes. Un cinquième volume est consacré aux outils mathématiques du physicien. L'énoncé des principes s'appuie dans la mesure du possible sur l'étude des phénomènes physiques qui ont conduit à l'élaboration des lois. Des encarts, présentent des méthodes expérimentales et des rappels historiques sur la genèse d'une découverte ou approfondissent un point particulier du cours. En fin de chapitre, un résumé permet d'aller à l'essentiel, et des QCM suivis d'exercices et de problèmes avec solutions de se tester et de se préparer à l'examen. Ce volume consacré à la thermodynamique s'appuie sur une description à l'échelle microscopique d'un système. On en déduit dans une première partie les caractéristiques de l'état d'équilibre macroscopique. La deuxième partie s'intéresse au développement de quelques applications : transformations d'un système ferme, fonctionnement de machines thermiques, changements de phase d'un corps pur, équilibres chimiques. Une ouverture vers la thermodynamique statistique est proposée en fin d'ouvrage, à travers la description statistique élémentaire du gaz parfait.