Όλες οι αυθόρμητες διαδικασίες δεν είναι εξωθερμικές, διότι είναι η ελεύθερη ενέργεια Gibbs που καθορίζει τον αυθορμητισμό και όχι την ενθαλπία.
Μια διαδικασία είναι αυθόρμητη εάν η ελεύθερη ενέργεια Gibbs είναι αρνητική. Μια σημαντική έκφραση για την ελεύθερη ενέργεια Gibbs δίνεται από
Οπου
Θα παρατηρήσετε ότι αυτή η έκφραση μπορεί να είναι θετική ακόμη και με αρνητική αλλαγή ενθαλπίας (εξωθερμική διαδικασία) εάν η αλλαγή της εντροπίας είναι αρνητική και η θερμοκρασία είναι αρκετά υψηλή.
Ένα πρακτικό παράδειγμα είναι η συμπύκνωση ατμού. Αυτή είναι μια πολύ εξωθερμική διαδικασία. Αλλά έχει επίσης μια αρνητική μεταβολή στην εντροπία, επειδή ένα υγρό είναι πιο τακτικό από ένα αέριο. Επειδή αυτό συμβαίνει, η διαδικασία είναι μόνο αυθόρμητη σε χαμηλές θερμοκρασίες σε 1 atm (<373 K). Διαφορετικά, σε θερμοκρασίες άνω των 373 K, το νερό θα παραμείνει ατμός, παρόλο που η συμπύκνωση είναι εξωθερμική.
Ποια είναι μερικά συνηθισμένα λάθη που κάνουν οι σπουδαστές με μη αυθόρμητες διαδικασίες;
Το πρώτο λάθος είναι να σκεφτούμε ότι αυτοί οι μετασχηματισμοί είναι αδύνατοι. Δεύτερο λάθος είναι να σκεφτούμε ότι κάθε διαδικασία που παρεμποδίζεται είναι μη αυθόρμητη. Το τρίτο λάθος είναι να πιστεύουμε ότι οι ενδοθερμικές διεργασίες είναι μη αυθόρμητες. Μια μη αυθόρμητη ή ενδοεργική διαδικασία είναι μια διαδικασία που δεν μπορεί να συμβεί από μόνη της, χωρίς καμία εξωτερική κινητήρια δύναμη. Αλλά είναι δυνατόν (πρώτο λάθος) με εξωτερική παρέμβαση (εισροές ενέργειας, ή σύζευξη με άλλες διαδικασίες). Για παράδειγμα, η αποσύνθεση του νερού είναι μια μη αυθόρμητη διαδικασία. Δεν μπορεί να συμβεί χωρίς εξωτερική εισροή ενέρ
Ποιες είναι οι συνθήκες που οι αυθόρμητες διαδικασίες προσπαθούν να ικανοποιήσουν;
Δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής που λέει ότι θα γίνουν αλλαγές για να αυξηθεί η εντροπία ενός συστήματος. Η αυξανόμενη εντροπία σημαίνει ότι τα σωματίδια θα μεταβαίνουν από μια πιο ταξινομημένη κατάσταση σε μια λιγότερο οργανωμένη (ή οργανωμένη κατάσταση). Για παράδειγμα, όταν το υγρό νερό βρίσκεται μέσα σε ένα δοχείο, έχει ένα αρκετά υψηλό επίπεδο τάξης. Καθώς το νερό εξατμίζεται, τα μόρια των υδάτων μεταβαίνουν από την υγρή κατάσταση όπου είναι περισσότερο διατεταγμένα στην αέρια φάση όταν θα έχουν αυξημένη εντροπία (τυχαία).
Γιατί οι αυθόρμητες διαδικασίες αυξάνουν την εντροπία;
Πρώτα απ 'όλα, ρίξτε μια ματιά σε αυτή την εικόνα: Μια αντίδραση λέγεται ότι είναι αυθόρμητη εάν εμφανίζεται χωρίς να οδηγείται από κάποια εξωτερική δύναμη. Υπάρχουν δύο κινητήριες δυνάμεις για όλες τις χημικές αντιδράσεις. Το πρώτο είναι η ενθαλπία, και το δεύτερο είναι η εντροπία. Δεδομένου ότι η ερώτησή σας αφορά την εντροπία συνεχίζω με αυτό. Η εντροπία είναι ένα μέτρο της διαταραχής ενός συστήματος, και τα συστήματα τείνουν να ευνοούν ένα πιο διαταραγμένο σύστημα (θυμηθείτε αυτό!). Η φύση τείνει προς το χάος. Αστείος, έτσι δεν είναι. Οι αυθόρμητες αντιδράσεις συμβαίνουν χωρίς εξωτερική παρέμβαση (δύναμη). Πίσω στη