熱力学

最も初歩的な意味において、熱力学は次のように定義されます。 1：勝つことはできない（熱力学第一法則）、2：引き分けに持ち込むことはできない（熱力学第二法則）、3：ゲームを降りることはできない（熱力学第三法則）。 このレッスンシリーズでは、学生を化学熱力学の世界へと導きます。

自発性

このセクションを終えることで、学生は以下のことができるようになります：自然界における自発的なプロセスと非自発的なプロセスを正確に区別すること。特定の自発的な現象に必ず伴う物質とエネルギーの拡散について詳しく説明すること。

エントロピー

この講義を修了することで、学生は以下の能力を身につけます：エントロピーとして知られる性質の正式な定義を提示すること。システム内のエントロピーと微視的状態の総数との間に存在する根本的な関係を解明すること。化学変化および物理的転移の両方に関するエントロピー変化の符号を予測すること。

熱力学第二法則および第三法則

この章を終えることで、学生は以下の準備が整います：特に無秩序の容赦ない増大に関して、熱力学第二法則および第三法則を述べ、詳細な解説を行うこと。標準状態および標準条件を前提として、相転移および化学反応中に発生するエントロピー変化を正確に計算すること。

自由エネルギー

この講義を無事に修了することで、学生は以下のことができるようになります：ギブス自由エネルギー（$G$）として知られる性質の正式な定義を提示し、化学変化の自発性とそれとの根本的な関係について詳しく説明すること。反応物と生成物の両方の標準生成自由エネルギーを利用して、特定のプロセスにおける自由エネルギー変化を正確に計算すること。構成する反応物と生成物の生成エンタルピーとエントロピーを適切に使用して、プロセスの自由エネルギー変化を計算すること。温度という要因が多様な化学現象の自発性にどのように影響を与えるかを解明すること。標準自由エネルギー変化と可逆反応を支配する平衡定数との間の正式な関係を確立すること。