Definicija in primeri spontanega procesa

V sistemu, bodisi kemiji, biologiji ali fiziki, obstajajo spontani in nespontani procesi.

Spontani proces je tisti, ki se pojavi sam, brez kakršnega koli energija vhod od zunaj. Na primer, žogica se bo spuščala po naklonu; voda bo tekla navzdol; led se bo stopil v vodo; radioizotopi bodo razpadli; in železo bo rjavilo. Ni potreben poseg, ker so ti procesi termodinamično ugodni. Z drugimi besedami, začetna energija je višja od končne.

Upoštevajte, da hitrost postopka ne vpliva na to, ali gre za spontano ali ne: Morda bo trajalo dolgo, da rja postane očitna, vendar se bo razvila, ko je železo izpostavljeno zraku. Radioaktivni izotop lahko razpade takoj ali po milijonih ali celo milijardah let; vendar bo propadel.

Vzvratna stran spontanega procesa je nespontan proces: energijo je treba dodati, da se lahko zgodi. Na primer, rje se ne pretvori nazaj v železo; hčerinski izotop se ne bo vrnil v matično stanje.

Sprememba v Gibbs brezplačno energijo ali pa se lahko Gibbsova funkcija uporabi za oceno spontanosti postopka. Pri konstantni temperaturi in tlaku je Gibbsova enačba ΔG = ΔH - TΔS, v kateri je ΔH sprememba entalpije, ΔS sprememba entropije, ΔG pa količina proste ali razpoložljive energije. Kar zadeva rezultate:

• Če je ΔG negativen, je postopek spontan;
• Če je ΔG pozitiven, je postopek nespotenten (vendar bi bil spontan v obratni smeri);
• Če je ΔG nič, potem je postopek v ravnovesju in sčasoma se ne spremenijo neto spremembe.