|
ในเรื่องนี้
เราจะได้ทำความรู้จักกับฟังก์ชันที่สำคัญอีกตัวหนึ่ง นั่นก็คือ
เอนโทรปี แต่ก่อนอื่นเราต้องมาทำความเข้าใจกันก่อนว่า การเกิดได้เองของกระบวนการคืออะไร? |
|
กระบวนการที่เกิดขึ้นได้ภายใต้สภาวะที่กำหนด เรียกว่า
กระบวนการที่เกิดขึ้นได้เอง (spontaneous process)
เช่น
การที่น้ำไหลจากที่สูงลงสู่ที่ต่ำ แต่น้ำพุ่งขึ้นสู่อากาศเองไม่ได้
การที่น้ำแข็งละลายเป็นน้ำ และน้ำระเหยเป็นไอน้ำเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นได้เองที่อุณหภูมิห้อง
แต่ไอน้ำไม่สามารถควบแน่นกลายเป็นน้ำ และน้ำก็ไม่สามารถเยือกแข็งเป็นน้ำแข็งได้เองที่อุณหภูมิห้อง
กระบวนการการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงกับแก๊สออกซิเจนเป็นกระบวนการที่เกิดได้เองและได้คาร์บอนไดออกไซด์
เขม่า ควัน และไอน้ำเป็นผลิตภัณฑ์ แต่สารผลิตภัณฑ์เหล่านี้ไม่สามารถรวมตัวกันกลับมาเป็นเชื้อเพลิง
และแก๊สออกซิเจนได้อีก
|
กระบวนการที่เกิดขึ้นเองไม่ได้ภายใต้สภาวะที่กำหนด
เรียกว่า กระบวนการที่เกิดขึ้นเองไม่ได้
(non-spontaneous process) เช่น การขยายตัวของแก๊สเข้าสู่สุญญากาศเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นได้เอง
แต่กระบวนการย้อนกลับ คือการเคลื่อนที่ของโมเลกุลกลับเข้ารวมกันใหม่เป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นเองไม่ได้
เทอร์โมไดนามิกส์ช่วยให้เราสามารถทำนายได้ว่า กระบวนการหนึ่งๆ จะเกิดขึ้นได้เองในทิศทางใด
กระบวนการที่เกิดขึ้นได้เองส่วนมากเกิดขึ้นในทิศทางที่ทำให้ระบบมีพลังงานลดลง
เช่น กระบวนการคายความร้อนหลายกระบวนการเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นได้เอง
เช่น การเผาไหม้ของแก๊สมีเทน
|
ถ้าอย่างนั้น
แสดงว่า กระบวนการคายความร้อนซึ่งเป็นกระบวนการที่ระบบมีพลังงานลดลงน่าจะมีโอกาสเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นได้เองมากกว่าใช่ไหมครับ
แล้วนักเรียนคิดว่า กระบวนการดูดความร้อนจะเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นเองได้หรือไม่
อย่างไร ? |
กระบวนการที่เกิดขึ้นได้เองไม่จำเป็นต้องเป็นกระบวนการที่ทำให้ระบบมีพลังงานลดลงเสมอไป
เพราะบางกระบวนการอาจมีพลังงานเพิ่มขึ้นก็ได้ เช่น การเปลี่ยนสถานะจากของแข็งเป็นของเหลวและการละลายของแอมโมเนียมไนเตรต
[(NH4)2NO3] ในน้ำ ซึ่งเป็นกระบวนการดูดความร้อน
กระบวนการคายความร้อนมีแนวโน้มที่จะเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นได้เองแต่ไม่ได้หมายความว่ากระบวนการคายความร้อนทุกกระบวนการจะสามารถเกิดขึ้นได้เองทั้งหมด
ดังนั้น เราต้องมองหาปริมาณทางเทอร์โมไดนามิกส์ชนิดอื่นที่จะช่วยในการทำนายทิศทางของกระบวนการได้
|