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재료 열역학

온도와 압력이 일정한 조건에서, 닫힌계의 변화가 자발적으로 진행되는지를 판정하는 양과 조건의 조합으로 옳은 것은 무엇인가?

  1. A깁스 에너지 변화 ΔG가 음
  2. B엔탈피 변화 ΔH가 음(발열)
  3. C계만의 엔트로피 변화 ΔS가 양
정답과 해설 보기

정답: A. 깁스 에너지 변화 ΔG가 음

온도와 압력이 일정할 때, 계의 깁스 에너지 G = H − TS가 줄어드는 방향(ΔG < 0)으로 변화가 자발적으로 진행되며, ΔG = 0에서 평형이 됩니다. 이것은 '계와 주위를 합한 엔트로피가 증가한다'는 제2법칙을 계의 양만으로 다시 쓴 것으로, ΔG = ΔH − TΔS의 형태로 엔탈피와 엔트로피를 모두 고려합니다. ΔH가 음인 발열 반응이라도 엔트로피가 크게 줄어드는 반응은 고온에서는 진행되지 않습니다. 계의 ΔS가 양이라도 흡열이 크면 저온에서는 진행되지 않습니다. 계의 엔트로피만으로 판정할 수 있는 것은 외부와 열도 일도 주고받지 않는 고립계의 경우입니다.

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