自发过程,或自发程序,是系统随时间释放自由能、移往自由能更低且更加热力学平衡的能量状态的过程。自由能变化的正负值取决于热力学的测量传统,当系统释放自由能,系统自由能变化为负值,而外界自由能变化为正值。
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化学热力学是在热力学定律范畴之下,研究化学反应以及系统热力学状态之间热量和功的交互关系。化学热力学不仅包含实验测定不同的热力学性质,还应用数学分析来探讨化学问题及自发过程。
放能反应是化学反应中的自由能改变为负值,这表示如果封闭系统中的初始和最终温度相同,则会发生自发过程。对于在恒定压力和温度下在封闭系统中进行的过程中使用吉布斯自由能,而亥姆霍兹自由能则是与恒定体积和温度下进行的反应有关。根据热力学第二定律,在没有输入电能或光子能量的情况下,在恒定温度下发生的任何反应都是放能的,例如:细胞呼吸。