3.1
像岩石落向地面或钠与氯发生反应这样的自发过程,无需外界做功即可发生,通常伴随着体系能量的降低。大多数自发过程会释放能量,但并非全部如此。有些过程虽然吸收能量,仍然可以是自发的。
例如,某些吸热过程(如氯化钠在水中的溶解)尽管能量增加,仍能自发进行。
这表明,仅关注能量变化的热力学第一定律无法完全预测一个过程的自发性。
因此,第二定律变得必要,因为它为能量传递提供了方向,并预测了过程的自发性。
此外,第二定律有助于计算在过程中可转化为功的最大热量比例。
它引入了熵——一个在孤立系统的平衡状态下达到最大值的宏观性质。
熵源于孤立系统中分散的总能量,有助于理解自发过程与非自发过程。