온도가 자유에너지에 미치는 영향

공정의 자발성은 시스템의 온도에 따라 달라집니다. 예를 들어, 위상 전이는 문제의 물질의 온도에 따라 한 방향으로 또는 다른 방향으로 자발적으로 진행됩니다. 마찬가지로, 일부 화학 반응은 또한 온도 의존자성을 나타낼 수 있습니다. 이 개념을 설명하기 위해 프로세스의 엔탈피 및 엔트로피 변경에 대한 자유 에너지 변화와 관련된 방정식이 고려됩니다.

자유 에너지 변화의 산술 표시에 반영된 프로세스의 자발성은, 그 때 엔탈피및 엔트로피 변경의 표시및, 어떤 경우에는 절대 온도에 의해 결정됩니다. T는 절대(켈빈) 온도이므로 양수 값만 가질 수 있습니다. 따라서 엔탈피 및 엔트로피 변화의 징후와 관련하여 네 가지 가능성이 존재합니다.

1. ΔH와 ΔS 모두 양수입니다. 이 조건은 시스템 엔트로피의 증가를 포함하는 빈체 프로세스를 기술합니다. 이 경우, ΔG는 TΔS 용어의 크기가 ΔH보다크면 음수가 됩니다. TΔS 용어가 ΔH보다적으면 자유 에너지 변화가 긍정적일 것입니다. 이러한 과정은 고온에서 자발적이며 저온에서 비자발적입니다.
2. ΔH와 ΔS 는 모두 음수입니다. 이 조건은 시스템 엔트로피의 감소를 포함하는 exothermic 프로세스를 기술합니다. 이 경우, ΔG는 TΔS 용어의 크기가 ΔH보다적으면 음수가 됩니다. TΔS 용어의 크기가 ΔH보다크면 자유 에너지 변화가 긍정적일 것입니다. 이러한 과정은 낮은 온도에서 자발적이며 고온에서 비자발적입니다.
3. ΔH는 양수이며 ΔS는 음수입니다. 이 조건은 시스템 엔트로피의 감소를 포함하는 엔더피프로세스를 기술합니다. 이 경우 ΔG는 온도에 관계없이 양수입니다. 이러한 과정은 모든 온도에서 비자발적입니다.
4. ΔH는 음수이고 ΔS는 양수입니다. 이 조건은 시스템 엔트로피의 증가를 포함하는 exothermic 프로세스를 기술합니다. 이 경우 ΔG는 온도에 관계없이 음수가 됩니다. 이러한 과정은 모든 온도에서 자발적입니다.

이 텍스트는 오픈탁스, 화학 2e, 섹션 16.4: 무료 에너지에서 채택됩니다.