학문
반응이 자발적으로 일어나기 위해서 자유에너지 변화가 음수여야 하는데 엔트로피가 양수인 경우 왜 유리하나요?
안녕하세요. 반응이 자발적으로 일어나서 정반응이 진행되기 위해서는 자유에너지 변화가 음수여야 하는데 엔트로피가 양수인 경우 왜 유리하나요?
55글자 더 채워주세요.
2개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.
엔트로피가 증가하는 것은 열역학 제 2법칙에 따라 자유로운 현상입니다. 무질서도가 증가하는 반응은 자유에너지가 양수인 상태인데 무질서도를 감소시키기 위해서는 자유에너지가 음수로 이동을 해야 반응이 자발적으로 일어나기 때문입니다.
그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
안녕하세요. 말씀해주신 것과 같이 화학 반응이 자발적으로 일어나기 위한 조건은 깁스 자유에너지 변화(ΔG) 가 음수가 되는 것인데요, 이때 ΔG = ΔH - TΔS라는 식을 만족하게 됩니다. 여기서 ΔH는 엔탈피 변화로 반응 시 흡수 또는 방출되는 열 에너지를 나타내고, ΔS는 엔트로피 변화로 무질서도의 변화를 말하는 것입니다. 이때 ΔS가 양수이면 −TΔS 항이 음수가 되는데요 즉, 자유에너지 식에서 ΔG를 낮추는 방향으로 기여하기 때문에, 반응이 자발적으로 진행될 가능성이 높아집니다. 또한 물리적으로 이해했을 때 엔트로피가 양수라는 것은 반응 후 상태가 더 무질서하고, 통계적으로 더 많은 미시적 배열 가능성을 갖는다는 의미입니다. 자연은 이러한 더 많은 배치 가능성을 가지는 방향, 즉 무질서도가 증가하는 방향으로 가는 경향이 있으므로, 자발성이 강화됩니다. 감사합니다.