Sistemoje, nesvarbu, ar tai chemija, biologija, ar fizika, yra spontaniniai ir nespontaniniai procesai.
Spontaninio proceso apibrėžimas
Spontaniškas procesas yra tas, kuris vyksta savaime, be jokio energija įėjimas iš išorės. Pvz., Kamuolys riedės žemyn nuo nuolydžio; vanduo tekės žemyn; ledas tirps į vandenį; radioizotopai suirs; ir geležis rūdys. Jokios intervencijos nereikia, nes šie procesai yra termodinamiškai palankūs. Kitaip tariant, pradinė energija yra didesnė už galutinę.
Atkreipkite dėmesį, kad tai, kaip greitai vyksta procesas, neturi įtakos tam, ar jis yra spontaniškas, ar ne: Gali prireikti daug laiko, kad rūdys išryškėtų, tačiau jis vystysis, kai geležis bus veikiama oro. Radioaktyvus izotopas gali skilti akimirksniu arba po milijonų ar net milijardų metų; vis dėlto jis suirs.
Spontaniškas prieš nesąžiningas
Spontaninio proceso atvirkštinis procesas nėra savaiminis: norint, kad jis įvyktų, reikia pridėti energijos. Pavyzdžiui, rūdis savaime nevirsta geležimi; dukters izotopas negrįš į savo pradinę būseną.
Gibbs laisva energija ir spontaniškumas
Pokyčiai Gibbs laisvos energijos arba Gibbs funkcija gali būti naudojama proceso spontaniškumui įvertinti. Esant pastoviai temperatūrai ir slėgiui, Gibso lygtis yra ΔG = ΔH - TΔS, kurioje ΔH yra entalpijos pokytis, ΔS yra entropijos pokytis, o ΔG yra laisvos ar turimos energijos kiekis. Kalbant apie rezultatus:
- Jei ΔG yra neigiamas, procesas vyksta spontaniškai;
- Jei ΔG yra teigiamas, procesas vyksta nesportiškai (tačiau būtų spontaniškas atvirkštine kryptimi);
- Jei ΔG yra lygus nuliui, procesas vyksta pusiausvyroje ir per tam tikrą laiką grynasis pokytis nevyksta.