為什么吸附劑脫附作用能自發(fā)進行?
根據(jù)熱力學最小自由焓原理,在恒溫恒壓下自由焓減小的過程是自發(fā)進行的。當自由焓最小時,體系處于平衡狀態(tài),即與外界停止一切形式的能量傳遞與交換。理論分析可以證明,表面張力減小是表面自由焓減小的重要原因。當固體表面吸附氣體時,其表面張力因被吸附氣體的外向吸引作用而減弱,即表面吸附可以減小表面自由焓。
一切固體都具有將其周圍介質(zhì)的分子、原子或離子吸附到自己表面的傾向于能力,吸附作用的結果是使吸附劑表面自由焓得到降低,因此氣體在固體表面上的吸附過程是一個自發(fā)的過程。
吸附劑與吸附質(zhì)一經(jīng)接觸,吸附作用就立即自發(fā)地進行,這是吸附現(xiàn)象的一個重要特點。按照熱力學定律,凡是能降低自身能量的作用,例如水從高處向低處的流動、熱量從高溫端像地吻端的傳熱、引力場中的自由落體運動都屬于同一性質(zhì)的現(xiàn)象,它們的共同特點就是可以在沒有外力作用殘余的情況下自發(fā)進行。在壓縮空氣吸附干燥機中的水蒸氣被吸附的過程,也即是壓縮空氣脫水干燥的過程是自發(fā)精細的,因此它不需要任何外加能量的參與。