Thermodynamik
In ihrem elementarsten Sinne kann die Thermodynamik wie folgt definiert werden: 1: Man kann nicht gewinnen (Erster Hauptsatz der Thermodynamik) 2: Man kann kein Unentschieden erreichen (Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik) 3: Man kann das Spiel nicht verlassen (Dritter Hauptsatz der Thermodynamik). Diese Unterrichtsreihe lässt den Studenten in die chemische Thermodynamik eintauchen.
Spontaneität
Nach Abschluss dieses Abschnitts wird der Schüler befähigt sein: Mit Präzision zwischen jenen Prozessen zu unterscheiden, die von Natur aus spontan sind, und jenen, die nicht spontan sind. Die Verteilung von Materie und Energie zu erläutern, die unweigerlich mit bestimmten spontanen Phänomenen einhergeht.
Entropie
Nach Abschluss dieser Abhandlung wird der Schüler in der Lage sein: Eine formale Definition der als Entropie bekannten Eigenschaft zu liefern. Die fundamentale Beziehung zwischen der Entropie und der Gesamtzahl der Mikrozustände innerhalb eines Systems zu verdeutlichen. Durch Vorhersage das Vorzeichen der Entropieänderung in Bezug auf chemische Umwandlungen und physikalische Übergänge zu bestimmen.
Der zweite und dritte Hauptsatz der Thermodynamik
Nach Abschluss dieses Kapitels wird der Schüler darauf vorbereitet sein: Den zweiten und dritten Hauptsatz der Thermodynamik darzulegen und umfassend zu erläutern, insbesondere im Hinblick auf die unaufhaltsame Zunahme der Unordnung. Die Entropieänderungen, die während Phasenübergängen und chemischen Reaktionen unter Annahme von Standardzuständen und -bedingungen auftreten, exakt zu berechnen.
Freie Energie
Nach erfolgreichem Abschluss dieser Abhandlung wird der Schüler befähigt sein: Eine formale Definition der als Gibbs-Energie ($G$) bekannten Eigenschaft zu liefern und deren grundlegende Beziehung zur Spontaneität chemischer Veränderungen darzulegen. Die Änderung der freien Energie für einen gegebenen Prozess unter Verwendung der Standardbildungsenthalpien für Edukte und Produkte exakt zu berechnen. Die Änderung der freien Energie für einen Prozess durch umsichtige Verwendung der Bildungsenthalpien und der Entropien der beteiligten Edukte und Produkte zu berechnen. Die Art und Weise zu erläutern, wie der Temperaturfaktor die Spontaneität verschiedener chemischer Phänomene beeinflusst. Die formale Beziehung zwischen Standardänderungen der freien Energie und den Gleichgewichtskonstanten reversibler Reaktionen herzustellen.