Samantekt

16.1 Sjálfgengni

Efna- og eðlisfræðileg ferli hafa náttúrulega tilhneigingu til að ganga í eina átt við tilteknar aðstæður. Sjálfgengt ferli á sér stað án stöðugs orkuframlags frá ytri gjafa, en ósjálfgengt ferli krefst slíks orkuframlags. Kerfi sem ganga í gegnum sjálfgengt ferli geta ýmist tekið til sín eða gefið frá sér orku, en dreifing efnis og/eða orku innan kerfisins breytist alltaf.

16.2 Óreiða

Óreiða (S) er ástandsfall sem tengist fjölda örástanda kerfisins, það er fjölda þeirra leiða sem hægt er að raða kerfinu á, og hlutfalli afturkræfs varma og kelvinhitastigs. Hana má túlka sem mælikvarða á dreifingu efnis og/eða orku í kerfi og henni er oft lýst sem mælikvarða á óskipulag kerfisins.

Fyrir tiltekið efni er óreiða háð fasa, þannig að S_fast < S_vökvi < S_gas. Fyrir mismunandi efni í sama fasa við tiltekið hitastig er óreiða yfirleitt meiri hjá þyngri atómum eða flóknari sameindum. Óreiða eykst þegar kerfi er hitað og þegar lausnir myndast. Með þessar viðmiðanir að leiðarljósi má oft spá áreiðanlega fyrir um formerki óreiðubreytinga í efnahvörfum og eðlisfræðilegum breytingum.

16.3 Annað og þriðja lögmál varmafræðinnar

Annað lögmál varmafræðinnar segir að sjálfgengt ferli auki óreiðu alheimsins, ΔS_univ > 0. Ef ΔS_univ < 0 er ferlið ósjálfgengt, en ef ΔS_univ = 0 er kerfið í jafnvægi. Þriðja lögmál varmafræðinnar skilgreinir núllpunkt óreiðu sem óreiðu fullkomins, hreins kristallaðs fasts efnis við 0 K. Þar sem aðeins eitt örástand er mögulegt er óreiðan núll. Reikna má staðalóreiðubreytingu ferlis með staðalóreiðugildum hvarfefna og myndefna sem taka þátt í ferlinu.

16.4 Fríorka

Gibbs-fríorka (G) er ástandsfall sem er skilgreint eingöngu út frá stærðum kerfisins og má nota til að spá fyrir um hvort ferli sé sjálfgengt. Neikvætt gildi á ΔG gefur til kynna sjálfgengt ferli, jákvætt ΔG gefur til kynna ósjálfgengt ferli og ef ΔG er núll er kerfið í jafnvægi. Nokkrar aðferðir eru til við útreikning á fríorkubreytingum.