什么样的过程才算自发?——用“熵变”来判断过程的自发性

作者&投稿:朝会 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
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揭秘自发过程:熵变揭示的自然法则



在物理学和化学的世界里,"自发过程"是个常见且神秘的概念,它描述的是在没有外界干预下,系统自然而然地趋向特定结果的过程。比如,在寒冷的夜晚,水会自发地凝结成冰;盐粒撒入水中,溶解仿佛是自然而然;饥饿时,觅食的本能驱动我们寻找食物。这些现象看似简单,却隐藏着深层次的原理。



为何系统会自动选择一个方向?这背后的决定因素是什么?自发过程总是不可避免吗?答案就藏在热力学第二定律和熵的定义中。要深入理解,我们需要从熵变的角度来剖析这个概念。



熵,作为有序能量耗散程度的度量,是热力学第二定律的基石。它告诉我们,当一个系统发生自发变化时,其总熵(△S总)总是趋向于增加,即能量的耗散越多,熵的值越大,这就是自发过程的本质特征。



判断自发性的关键:熵变计算



要判断一个过程是自发还是非自发,我们需通过计算整个反应的熵变。根据熵的热力学定义,对于始态到终态的可逆过程,熵变可以表示为温度T下热能q的函数:


熵变(△S)= (q/T)

但这里存在一个误解,简单地根据吸热或放热判断过程自发性可能会产生矛盾。例如,氢氧化钠溶解是放热的自发过程,而氯化铵溶解却吸热,但这并不妨碍它们都是自发的。这时,我们必须考虑整个隔离系统的熵,即研究系统和环境的总熵。



隔离系统中的熵变与环境因素



在孤立系统中,能量虽然可以转移,但不会溢出系统。因此,我们需要计算隔离系统的总熵变,而不是只关注某一个系统的熵。对于等温等压或等温等容等条件下的过程,我们有相应的公式来计算研究系统的熵变,同时环境的熵变可以通过热传递与内能变化的关系来计算,与过程的可逆性无关,直接用热除以温度即可。



通过这样的分析,我们可以得出结论:自发过程的判断依据是总熵变大于零。热量会从高温物体自发地流向低温物体,反之则不然,这与日常生活中的直观体验相吻合。



自发性:趋势而非必然



虽然我们可以通过熵变来定量预测过程的自发性,但"自发"并不意味着"必然发生"。它更像是一个趋势,如巨石需要外力推动才会滚落,水自然地向下流动。熵变是衡量这种趋势的工具,它揭示了自然法则下,事物如何在无数可能的路径中选择最优路径。



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成长的过程,人生要经历多少才算长大成人?如题 谢谢了
。心理成长是很有涵量的。。它不受时间的关系。。而身理成长是随着时间而成长。。对于心理到什么时候才算成长。。我想无止境吧。。每天你都要面对一些社会与内在的因素去摸合你自己的思想。。而身理成长最终是老化。。直至停止呼吸。。成长的过程,人生要经历多少才算长大成人? 成人分为心理与身理。

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雨花台区15171676880: 自发过程是什么 自发反应怎么判断 -
宰父柏百可: 条件是加热或者是高温的反应是自发过程吗,自发过程不是不需要外力吗化学反应的自发性的判断1、自发过程:在一定的条件下,不需要外力就可以自动进行的过程.2、焓变判断:一个自发的过程,体系趋向是由能量高的状态向能量低的状态转化.对化学反应而言,放热反应有自发的倾向.但是,吸热反应也有自发的,发热反应也有不自发的.3、熵变判断:在与外界隔离的体系中,自发过程将导致体系的熵增加.4、自由能变△G的的判断方法△G=△H-T△S△G0,反应逆向自发进行.①一个放热的熵增加的反应,肯定是一个自发的反应.△H0,△G0,△S0③一个放热的熵减少的反应,降低温度,有利于反应自发进行.△H

雨花台区15171676880: 怎样判断自发和非自发反应 -
宰父柏百可: 高中阶段一般从焓变和熵变的角度去考虑 一般焓变为负或熵变为正时自发反应,但是反应的自发性还与温度有关,比如常温下CaO与CO2反应生成CaCO3是自发反应但在高温下CaCO3分解成CaO和CO2却是自发的 所以,真正要判断自发性,要应用吉布斯自由能公式判断(ΔG=ΔH-TΔS)当大于0时为非自发反应,小于0时为自发反应

雨花台区15171676880: 焓变熵变是如何判断自发反应的 -
宰父柏百可:[答案] △G=△H-T△S 看温度的大小和S的正负来计算右边算出G,如果G是负的就能继续进行,手机党不容易,

雨花台区15171676880: 如何判断用焓变,熵变化学反应是否自动发生 -
宰父柏百可: 焓变是指物质之间发生化学变化后的能量变化量,熵变是指发生化学或物理变化之后物体混乱度的变化量.焓变和熵变都大于零的在任何条件下自发反应发生,焓变和熵变都小于零任何条件下反应不发生,焓变大于零熵变小于零低温下反应自发进行,焓变小...

雨花台区15171676880: 什么时候自发过程可以用熵变解释
宰父柏百可: 当反应吸热时.课本上好像有吧?

雨花台区15171676880: 为何物质的溶解是自发过程 请用熵变来解释 -
宰父柏百可: 物质溶解过程,是由一个固态变成水合离子状态.原本固态下原子分子或者离子的位置基本固定,即使有振动,幅度也不大,因此固态是有一定的秩序的,混乱度比较小.但是溶解之后变成了水合离子,那么根据分子离子的无规则运动,无序度增加,混乱度增加,熵增加.所以根据熵增原理,这个过程是自发的.

雨花台区15171676880: 是不是只要熵变大的反应就是自发反应,需要详细解释 -
宰父柏百可: 不一定,ΔS只能是一个简单的初判方法.严格来说需要用ΔG,等温等压下ΔG=ΔH-TΔS ΔG:反应的吉布斯自由能 ΔH:反应的焓变 T:反应的温度 当ΔG0时,反应不能自发进行,当ΔG=0时,反应处于平衡态.等温等压下:当△H0时,反应自发进行;当△H>0,△S当△H>0,△S>0或△H 高中不需要掌握太详细,只知道大概意义就行

雨花台区15171676880: 求关于焓变和熵变的具体内容 -
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雨花台区15171676880: 关于热力学第二定律不可逆过程热温商和系统熵变 -
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雨花台区15171676880: 化学自发反应条件 -
宰父柏百可: T是反应发生的温度.△S是反应的熵变.△G是反应的吉布斯自由能变,是反应能否自发的判据.当△G>0时,反应不自发;当△G=0时,是可逆反应;当△G

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