Vsi spontani procesi niso eksotermni, ker je Gibbsova svobodna energija tista, ki določa spontanost in ne entalpijo.
Proces je spontan, če je Gibbsova energija negativna. Pomemben izraz za svobodo Gibbsove energije je podan z
Kje
Opazili boste, da je ta izraz lahko pozitiven tudi pri negativni spremembi entalpije (eksotermni proces), če je sprememba entropije negativna in je temperatura dovolj visoka.
Praktičen primer je kondenzacija pare. To je zelo eksotermni proces. Toda ima tudi negativno spremembo entropije, ker je tekočina bolj urejena kot plin. Ker je to tako, je postopek samo spontan pri nizkih temperaturah pri 1 atm (<373 K). V nasprotnem primeru bo pri temperaturah nad 373 K voda ostala para, čeprav je kondenzacija eksotermna.
Katere pogoje spontani procesi poskušajo zadovoljiti?
Drugi zakon termodinamike, ki pravi, da bo prišlo do sprememb, da se poveča entropija sistema. Povečanje entropije pomeni, da bodo delci prešli iz bolj urejenega stanja v manj urejeno (ali organizirano stanje). Na primer, ko je tekoča voda v posodi, ima precej visoko stopnjo reda. Ko voda izhlapi, prehajajo molekule vode iz tekočega stanja, kjer so bolj urejene v plinsko fazo, ko bodo imele povečano entropijo (naključnost).
Zakaj so eksotermni procesi zamrzovanja, kondenzacije in odlaganja?
Ker vsa ta počasna molekularna gibanja, t.j. zahtevajo ekstrakcijo toplote iz sistema. Eksotermna po definiciji pomeni sproščanje toplote iz sistema. Vsak postopek, ki upočasni delce v sistemu zaradi toplotnega toka navzven, je zato eksotermičen. Zamrzovanje ima delce tekočine, ki se upočasnijo, da tvorijo mrežasto strukturo in postanejo trdna faza. Kondenzacija ima upočasnjene delce plina, da nastanejo medmolekularne sile in preide v tekočo fazo. Depozicija ima delce plina, ki se upočasnijo, da tvorijo mrežasto strukturo, ki postane trdna snov in preskoči tekočo fazo. Zgornji trije postopki so torej eksotermni glede na si
Zakaj spontani procesi povečujejo entropijo?
Najprej si oglejte to sliko: Rekel je, da je reakcija spontana, če se pojavi, ne da bi jo vodila neka zunanja sila. Obstajata dve gonilni sili za vse kemijske reakcije. Prva je entalpija, druga pa entropija. Ker je vaše vprašanje o entropiji, nadaljujem z njim. Entropija je merilo motnje sistema, sistemi pa so naklonjeni bolj neurejenemu sistemu (spomnite se tega!). Narava se nagiba k kaosu. Smešno, kajne. Spontane reakcije se pojavijo brez zunanje intervencije (sile). Nazaj na sliko: ko mešate dve stvari (solute in topilo), vedno dobite rešitev. Rešitve ne morete dobiti, če imate na eni strani topilo in na drugi strani to