本单元开始介绍气体，特别是 "状态方程 "的概念，它表达了特定气体的压强、体积、温度和粒子数之间的数学关系。我们将考虑理想气体状态方程、范德华气体状态方程、维里尔气体状态方程以及其他气体状态方程。我们还将讨论使用状态方程预测实际气体的液-汽图，以及实际气体在相应状态条件下的行为共性。最后，我们将探讨理想气体中不存在的粒子间相互作用如何导致气体性质和行为的变化。家庭作业问题将为您提供展示对上述概念应用掌握程度的机会。

本单元深入探讨集合的概念以及与能级占据相关的统计概率。介绍了分配函数，它对热力学的意义就如同波函数对量子力学的意义，并描述了从理想气体的原子或分子分配函数组装集合分配函数的方式。此外，还介绍了理想气体分子分配函数的组成成分。在给出特定分配函数的情况下，介绍了集合热力学性质的推导，如内能和恒定体积热容。家庭作业问题将使您有机会展示对上述概念的掌握。

本模块将特定的分子性质与相关的分子分配函数联系起来。特别是，我们将推导原子、二原子和多原子理想气体的分配函数，探索它们的量化能级（取决于它们的质量、惯性矩、振动频率和电子状态）如何影响给定温度、体积和气体粒子数选择下的分配函数值。我们将通过研究具体实例，了解单个分子特性如何影响相关的分配函数，并通过这种影响影响热力学特性。家庭作业问题将使您有机会展示对上述概念的掌握。

本模块是本课程中内容最丰富的模块，因此您可能需要在本周多留出一点时间来学习所有材料。我们将学习热力学第一定律，并讨论内能、热量和功的性质。我们将特别关注作为状态函数的内能以及作为路径函数的热和功。我们将研究气体如何做（或已经做）压力-体积（PV）功，气体膨胀（或压缩）的性质如何影响功，以及气体与其周围环境之间可能的热传递。我们将研究压力的分子级细节，以便从分配函数中推导出压力。最后，我们将讨论另一个状态函数--焓、与之相关的恒压热容，以及它们在预测标准热化学反应或相变时的作用。家庭作业问题将使您有机会展示对上述概念的掌握。

本单元介绍了一种新的状态函数--熵，它在许多方面比能量更具概念挑战性。本单元建立了熵与无序程度的关系，并描述了热力学第二定律对熵的管理。探讨了熵在决定孤立系统自发性方面的作用。建立了熵的统计基础，包括熵与无序、变性和概率的关系式。我们推导了熵与分割函数之间的关系，并确定了玻尔兹曼著名的熵方程中常数β的性质。最后，我们在考虑卡诺循环的基础上，研究了熵在决定热机所能达到的最高效率方面的作用。作业问题将使您有机会展示对上述概念的掌握。

本单元的内容相对较少，因此，如果您的学习进度稍有落后，您将有机会再次补上。我们将研究热力学第三定律所产生的标准熵概念。我们解释了根据恒压热容测量第三定律熵的方法，并将气体熵与根据分子分配函数直接计算出的熵值进行了比较。利用标准熵的可加性来计算一般化学变化的熵变。家庭作业问题将使您有机会展示对上述概念的掌握。

最后一个模块介绍了新的状态函数，即亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能，为课程划上了圆满的句号。这些状态函数分别用于预测等温-等压和等温-等压集合中化学过程的方向。有了各种状态函数，以及它们各自的定义和所谓自然自变量的知识，就可以确定不同热化学性质之间的麦克斯韦关系，并利用这种关系确定不易直接测量的热化学量（如内能）。有了完整的热化学工具箱，我们将解释弹性体（本例中为橡皮筋）随温度变化的行为。家庭作业问题将为您提供展示对上述概念应用掌握程度的机会。期末考试将让您有机会展示对整个课程材料的掌握情况。

这是本课程的最后一次分级练习（20 道题）。考试没有时间限制。