자유 에너지 변화의 산술 표시에 반영된 프로세스의 자발성은, 그 때 엔탈피및 엔트로피 변경의 표시및, 어떤 경우에는 절대 온도에 의해 결정됩니다. T는 절대(켈빈) 온도이므로 양수 값만 가질 수 있습니다. 따라서 엔탈피 및 엔트로피 변화의 징후와 관련하여 네 가지 가능성이 존재합니다.ΔH와 ΔS 모두 양수입니다. 이 조건은 시스템 엔트로피의 증가를 포함하는 빈체 프로세스를 기술합니다. 이 경우, ΔG는 TΔS 용어의 크기가 ΔH보다크면 음수가 됩니다. TΔS 용어가 ΔH보다적으면 자유 에너지 변화가 긍정적일 것입니다. 이러한 과정은 고온에서 자발적이며 저온에서 비자발적입니다. ΔH와 ΔS 는 모두 음수입니다. 이 조건은 시스템 엔트로피의 감소를 포함하는 exothermic 프로세스를 기술합니다. 이 경우, ΔG는 TΔS 용어의 크기가 ΔH보다적으면 음수가 됩니다. TΔS 용어의 크기가 ΔH보다크면 자유 에너지 변화가 긍정적일 것입니다. 이러한 과정은 낮은 온도에서 자발적이며 고온에서 비자발적입니다. ΔH는 양수이며 ΔS는 음수입니다. 이 조건은 시스템 엔트로피의 감소를 포함하는 엔더피프로세스를 기술합니다. 이 경우 ΔG는 온도에 관계없이 양수입니…." />

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17.7: 온도가 자유에너지에 미치는 영향

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Effects of Temperature on Free Energy
 
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17.7: Effects of Temperature on Free Energy

The spontaneity of a process depends upon the temperature of the system. Phase transitions, for example, will proceed spontaneously in one direction or the other depending upon the temperature of the substance in question. Likewise, some chemical reactions can also exhibit temperature-dependent spontaneities. To illustrate this concept, the equation relating free energy change to the enthalpy and entropy changes for the process is considered:

Eq1

The spontaneity of a process, as reflected in the arithmetic sign of its free energy change, is then determined by the signs of the enthalpy and entropy changes and, in some cases, the absolute temperature. Since T is the absolute (kelvin) temperature, it can only have positive values. Four possibilities, therefore, exist with regard to the signs of the enthalpy and entropy changes:

  1. Both ΔH and ΔS are positive. This condition describes an endothermic process that involves an increase in system entropy. In this case, ΔG will be negative if the magnitude of the TΔS term is greater than ΔH. If the TΔS term is less than ΔH, the free energy change will be positive. Such a process is spontaneous at high temperatures and nonspontaneous at low temperatures.
  2. Both ΔH and ΔS are negative. This condition describes an exothermic process that involves a decrease in system entropy. In this case, ΔG will be negative if the magnitude of the TΔS term is less than ΔH. If the TΔS term’s magnitude is greater than ΔH, the free energy change will be positive. Such a process is spontaneous at low temperatures and nonspontaneous at high temperatures.
  3. ΔH is positive, and ΔS is negative. This condition describes an endothermic process that involves a decrease in system entropy. In this case, ΔG will be positive regardless of the temperature. Such a process is nonspontaneous at all temperatures.
  4. ΔH is negative, and ΔS is positive. This condition describes an exothermic process that involves an increase in system entropy. In this case, ΔG will be negative regardless of the temperature. Such a process is spontaneous at all temperatures.

This text is adapted from Openstax, Chemistry 2e, Section 16.4: Free Energy.  

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Temperature Free Energy Gibbs Free Energy Spontaneous Reaction Enthalpy Entropy Exothermic Reaction Endothermic Reaction Disorder Heat Absorption

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