التلقائية والاتزان الكيميائي

تغطي دورة "التلقائية والاتزان الكيميائي" الاتجاه الطبيعي والتلقائية للعمليات الفيزيائية والكيميائية، مع التركيز على مفهوم الإنتروبيا، الذي يحدد تشتت الطاقة وعدم قابليتها للانعكاس. تزيد العمليات التلقائية من الإنتروبيا الكلية للكون، بينما تُعالج سرعة الحدوث بشكل منفصل بواسطة الحركية الكيميائية.

بالنسبة لظروف درجة الحرارة والضغط الثابتين، تُقدم الدورة طاقة جيبس (ΔG)، التي تجمع بين الإنثالبي والإنتروبيا: تحدث العمليات التلقائية عندما تكون ΔG < 0؛ والعمليات غير التلقائية، عندما تكون ΔG > 0؛ والاتزان الكيميائي، عندما تكون ΔG = 0.

تتناول المادة أيضاً قيود تحويل الطاقة، حيث يوضح مبدأ كلفن-بلانك أنه لا يمكن لأي محرك حراري تحويل الحرارة بالكامل إلى شغل، وأن الكفاءة القصوى مقيدة بدورة كارنو العكوسية، والتي تعتمد على فرق درجة الحرارة بين المصادر الساخنة والباردة.