Definicija i primjeri spontanog procesa

U sustavu, bilo kemiji, biologiji ili fizici, postoje spontani i nespontani procesi.

Spontani proces je onaj koji se odvija sam, bez ikakvog energija ulaz izvana. Na primjer, lopta će se kotrljati po nagibu; voda će teći nizbrdo; led će se rastopiti u vodu; radioizotopi će propadati; i željezo će zahrđati. Nije potrebna intervencija jer su ti procesi termodinamički povoljni. Drugim riječima, početna energija je veća od krajnje energije.

Imajte na umu da koliko brzo se proces odvija nema veze s tim da li je spontan ili ne: Možda će trebati dugo vremena da rđa postane očita, ali ipak će se razviti kada je željezo izloženo zraku. Radioaktivni izotop može propasti trenutno ili nakon milijuna ili čak milijardi godina; ipak će propasti.

Obrnuto od spontanog procesa nespontani je proces: za njegovu pojavu se mora dodati energija. Na primjer, hrđa se sama ne pretvara u željezo; kćerni izotop se neće vratiti u svoje matično stanje.

Promjena u Gibbs besplatnu energiju ili se Gibbsova funkcija može koristiti za procjenu spontanosti procesa. Pri stalnoj temperaturi i tlaku Gibbsova jednadžba je ΔG = ΔH - TΔS, u kojoj je ΔH promjena entalpije, ΔS je promjena entropije, a ΔG količina slobodne ili raspoložive energije. Što se tiče rezultata:

• Ako je ΔG negativan, proces je spontan;
• Ako je ΔG pozitivan, proces nije nespontaran (ali bio bi spontan u obrnutom smjeru);
• Ako je ΔG jednak nuli, tada je proces u ravnoteži i tijekom vremena ne dolazi do promjene neto.