W systemie, czy to chemii, biologii czy fizyki, istnieją procesy spontaniczne i procesy spontaniczne.
Definicja spontanicznego procesu
Proces spontaniczny to taki, który zachodzi sam, bez żadnego energia wkład z zewnątrz. Na przykład piłka stoczy się po pochyłości; woda popłynie w dół; lód się stopi do wody; radioizotopy rozpadną się; i żelazo rdzewieje. Żadna interwencja nie jest wymagana, ponieważ procesy te są termodynamicznie korzystne. Innymi słowy, energia początkowa jest wyższa niż energia końcowa.
Zwróć uwagę, że to, jak szybko zachodzi proces, nie ma wpływu na to, czy jest on spontaniczny: może upłynąć dużo czasu, zanim rdza stanie się oczywista, ale rozwinie się, gdy żelazo zostanie wystawione na działanie powietrza. Izotop radioaktywny może rozpadać się natychmiast lub po milionach, a nawet miliardach lat; jeszcze się rozpadnie.
Spontaniczne kontra spontaniczne
Odwrotność procesu spontanicznego jest procesem nie spontanicznym: Energia musi zostać dodana, aby doszło do wystąpienia. Na przykład rdza nie przekształca się sama w żelazo; izotop-córka nie powróci do stanu macierzystego.
Gibbs Darmowa energia i spontaniczność
Zmiana w Darmowa energia Gibbs lub funkcja Gibbsa może być użyta do oceny spontaniczności procesu. Przy stałej temperaturze i ciśnieniu równanie Gibbsa wynosi GG = HH - TΔS, w którym HH jest zmianą entalpii, SS jest zmianą entropii, a GG jest ilością wolnej lub dostępnej energii. Co do wyników:
- Jeśli ΔG jest ujemne, proces jest spontaniczny;
- Jeżeli ΔG jest dodatnie, proces jest nie spontaniczny (ale byłby spontaniczny w przeciwnym kierunku);
- Jeśli ΔG wynosi zero, wówczas proces jest w równowadze i z czasem nie następuje zmiana netto.