Proces spontan în definiția științifică și exemple

Într-un sistem, fie că este vorba de chimie, biologie sau fizică, există procese spontane și procese nespontanee.

Definiția unui proces spontan

Un proces spontan este unul care se produce de la sine, fără nici un aport de energie din exterior. De exemplu, o bilă va derula o înclinare; apa va curge în jos; gheața se va topi în apă; radioizotopii se vor descompune; iar fierul va rugini. Nu este necesară intervenția, deoarece aceste procese sunt favorabile termodinamic. Cu alte cuvinte, energia inițială este mai mare decât energia finală.

Rețineți că cât de rapid se produce un proces nu are nicio influență dacă este sau nu spontan: Poate dura mult timp pentru ca rugina să devină evidentă, totuși se va dezvolta atunci când fierul este expus la aer. Un izotop radioactiv se poate descompune instantaneu sau după milioane sau chiar miliarde de ani; totuși, se va descompune.

Spontană versus nespontaneă

Reversul unui proces spontan este un proces nespontan: trebuie adăugată energie pentru a se produce. De exemplu, rugina nu se transformă din nou în fier; o izotopă fiică nu se va întoarce la starea sa părintească.

Energie liberă și spontaneitate Gibbs

Modificarea energiei libere Gibbs sau a funcției Gibbs poate fi utilizată pentru a evalua spontaneitatea unui proces. La temperatură și presiune constantă, ecuația Gibbs este ΔG = ΔH - TΔS, în care ΔH este schimbarea entalpiei, ΔS este schimbarea entropiei și ΔG este cantitatea de energie liberă sau disponibilă. În ceea ce privește rezultatele:

• Dacă ΔG este negativ, procesul este spontan;
• Dacă ΔG este pozitiv, procesul este nespontan (dar ar fi spontan în sens invers);
• Dacă ΔG este zero, atunci procesul se află în echilibru și nu se produce nicio schimbare netă în timp.