Welche Kombination aus Größe und Bedingung entscheidet bei konstanter Temperatur und konstantem Druck, ob eine Zustandsänderung in einem geschlossenen System freiwillig abläuft?

Lösung: A. Die Änderung der Gibbs-Energie ΔG ist negativ

Bei konstanter Temperatur und konstantem Druck läuft eine Änderung freiwillig in der Richtung ab, in der die Gibbs-Energie des Systems G = H − TS abnimmt (ΔG < 0); bei ΔG = 0 herrscht Gleichgewicht. Das ist der zweite Hauptsatz, nach dem die Entropie von System und Umgebung zusammen zunimmt, allein mit Größen des Systems ausgedrückt; in der Form ΔG = ΔH − TΔS werden Enthalpie und Entropie gemeinsam berücksichtigt. Auch eine exotherme Reaktion mit negativem ΔH läuft bei hoher Temperatur nicht ab, wenn die Entropie dabei stark abnimmt. Auch bei positivem ΔS des Systems läuft eine Reaktion bei tiefer Temperatur nicht ab, wenn sie stark endotherm ist. Allein mit der Entropie des Systems lässt sich nur bei einem abgeschlossenen System entscheiden, das mit der Umgebung weder Wärme noch Arbeit austauscht.