एक प्रक्रिया सभी तापमानों पर स्वतःस्फूर्त होगी यदि:

संकल्पना:

गिब्स मुक्त ऊर्जा (ΔG)

• गिब्स मुक्त ऊर्जा (ΔG) एक प्रक्रिया की स्वतःस्फूर्तता निर्धारित करती है।
• ΔG, एन्थैल्पी (ΔH), और एन्ट्रापी (ΔS) के बीच संबंध समीकरण द्वारा दिया गया है:

  ΔG = ΔH - TΔS

• यदि ΔG < 0 है तो एक प्रक्रिया स्वतःस्फूर्त होती है।
• किसी प्रक्रिया के सभी तापमानों पर स्वतःस्फूर्त होने के लिए, तापमान (T) की परवाह किए बिना ΔG हमेशा ऋणात्मक होना चाहिए।

व्याख्या:

• यह निर्धारित करने के लिए कि कब ΔG हमेशा ऋणात्मक है:
  • ΔG = ΔH - TΔS
  • सभी तापमानों पर ΔG के ऋणात्मक होने के लिए, ΔH ऋणात्मक होना चाहिए और ΔS धनात्मक होना चाहिए।
  • ऐसा इसलिए है क्योंकि:
    • यदि ΔH < 0 और ΔS > 0, तो -TΔS हमेशा ऋणात्मक होता है, जिससे ΔG ऋणात्मक हो जाता है।
    • यदि ΔH > 0 और ΔS < 0, तो दोनों पद धनात्मक होंगे, जिससे ΔG धनात्मक हो जाएगा।
    • यदि ΔH < 0 और ΔS < 0, तो ΔG का चिन्ह तापमान पर निर्भर करेगा।
    • यदि ΔH > 0 और ΔS > 0, तो ΔG का चिन्ह फिर से तापमान पर निर्भर करेगा।

इसलिए, सही उत्तर विकल्प 3 है: ΔH < 0 और ΔS > 0