自发过程判据的简单证明

对于封闭体系中不作非体积功的过程自发性判据的热力学结论是:恒温恒压:△G≤0 (1)恒温恒容:△F≤0 (2)式中“=”号表示体系已达平衡状态。上述结论在一般物理化学教科书〔1〕中虽有严密论证,但是对于没有系统学习过热力学的初学者来说,如用启发性的论证方法,会更易于理解。为此本文推荐了Michael J.Perona的方法。他是举例论证 (1) 式的。因为化学过程绝大多数是在恒温恒压下进行的,所以 (1) 式更有现实的意义。他的论证思想大体如下:大家知道,天气干燥,水分就会迅速蒸发;温度很大,就会阴雨连绵。这个常识用化学术语表达时,就是当液体的蒸气压(P)小于其饱和蒸气压 (P) 时,液体的蒸发是自发过程;相反,当大于其饱和蒸气压时,蒸气的凝聚则是自发过程;而当两者相等时,气液达到平衡。