Очевидно лучший способ исследования механизма скоростных процессов (диффузии, химических реакций, изменчивости фаз и т.д.) – это изучение изменений скоростей в зависимости от температуры. Скорости реакций возрастают экспоненциально с повышением температуры; влияние давления на них сравнительно невелико. Скорости реакций также зависят от некоторой энергии «активации» тел или от «высоты некоторых потенциальных барьеров». Чем выше барьер, тем ниже скорость. Эту скорость можно выразить уравнением k=Ae-E/RT, где Е – энергия активации, то есть энергия (на моль), которую должна приобрести частица, прежде чем она вступит в реакцию. Величина e-E/RT представляет собой долю всех частиц, обладающих этой энергией в определенный момент времени, а величина А – это фактор частоты, определяющий число частиц, вступающих в реакцию в единицу времени.
Из этой формулы следует, что скорость всех процессов, для которых свободная энергия активации равна нулю, одна и та же и представляет собой постоянную величину, определяющую температуру. При температуре, равной абсолютному нулю, скорости всех реакций равны нулю. С другой стороны, поскольку скорость определяется свободной энергией активации в большей мере, чем соответствующей энергией реакции, одни и те же реакции должны протекать быстрее (при постоянстве всех прочих факторов), когда они идут в направлении, для которого энтропия активации имеет наибольшее значение. Это направление обычно совпадает с направлением, в котором возрастает энтропия самой системы: испарение, поэтому должно идти скорее, чем конденсация, плавление – скорее, чем кристаллизация.