[위험물산업기사] 제17장열역학

제 17장 열역학 : 엔트로피, 자유 에너지, 평형

17.1 자발적 과정

① 자발적 과정이란 어떤 외부영향 없이 자력으로 진행되는 과정이다.

그림 17.1) 꼭지를 열면 구 A에 있는 이상 기체가 구 B를 향해 두 구의 기체의 압력이 같아질 때까지 자발적으로 확산한다. 그 역과정인 기체의 압축은 비자발적이다.

2H2(g) + O2(g) 2H2O(l)
백금 촉매하에서 수소와 산소의 결합은 자발적으로 일어나지만 역방향은 비자발적이다.

② 자발적 반응인가는 온도, 압력, 그리고 반응혼합물의 조성에 달려있다. 예를 들어 암모니아 합성법인 Haber법을 고려해보면
N2(g) + 3H2(g) → 2NH3 의 반응 고려시 평형상수 K와 반응비 Q의 상대값으로부터 자발성을 예측할 수 있다. 즉 K〉Q이면(300K) 정반응은 자발적으로 일어나나, K〈 Q인(700K) 경우에는 역반응이 자발적으로 일어난다.

③ 자발적인 반응은 언제나 평형을 향하여 계를 움