Chapter 1-13. 열역학적 성질의 변화(자발/비자발)

1. 자발적 공정(spontaneous process)은 외부에서 에너지나 일을 가하지 않아도 계가 저절로 진행되는 공정이다.

• 자연스럽게 일어나는 변화로, 시간의 흐름에 따라 스스로 발생한다.
• 예시: 열이 고온에서 저온으로 이동, 압력이 높은 곳에서 낮은 곳으로 기체가 확산, 철이 자연스럽게 녹스는 현상 등

• 피스톤 안에 기체가 들어있고, 파티션으로 막혀 있는 상태에서, 파티션을 제거하면, 기체는 저절로 확산해서 피스톤을 채운다. → 자발적 공정

2. 비자발적 공정(non-spontaneous process)은 외부에서 에너지나 일이 공급되어야만 진행되는 공정이다.

• 외부의 도움 없이는 자연적으로 일어나지 않는다.
• 예시: 저온에서 고온으로 열을 이동시키는 과정, 산화철을 철로 환원하는 과정, 기체를 원래의 위치로 되돌리기 위해서는 외부에서 피스톤에 힘을 가해 눌러줘야 한다. ☞비자발적

<자발적 공정과 비자발적 공정 요약>

구분	정의 및 특징	예시	자발성의 기준
자발적 공정	외부 도움 없이 저절로 진행, 엔트로피 증가, 에너지 감소	열이 고온→저온 이동, 철의 녹, 기체 확산	$ΔS_{total} > 0, ΔG < 0$ (등온·등압)
비자발적 공정	외부 에너지·일 필요, 엔트로피 감소, 에너지 증가	열을 저온→고온 이동, 산화철→철 환원	$ΔS_{total} < 0, ΔG > 0$ (등온·등압)