所谓“自发变化”乃是指能够自动发生的变化，即无需外力帮忙，任其自然，不去管它，即可发生的变化。而自发变化的逆过程则不能自动进行。例如(1)在
焦耳的热功当量实验中，重物下降，带动搅拌器，量热器中的水被搅动，从而使水温上升。它的逆过程即水的温度自动降低而重物被举起这一过程不会自动进行；(2)气体的真空膨胀，它的逆过程即气体的压缩过程不会自动进行；(3)热量由高温物体传人低温物体，它的逆过程即热量自低温物体流人高温物体，不会自动进行；(4)各部分浓度不同的溶液，自动扩散，最后浓度均匀，而浓度已经均匀的溶液，不会自动地变成浓度不均匀的溶液；(5)锌片投入
硫酸铜溶液引起
置换反应，它的逆过程也不会自动发生等等，从这些例子中可以看出，一切自发变化都有一定的变化方向，并且都是不会自动逆向进行的。这就是自发变化的共同特征。简单地说：“自发变化乃是热力学的不可逆过程”。这个结论是经验的总结，也是
热力学第二定律的基础。上述自发变化都不会自动逆向进行，但这并不意味着它们根本不可能倒转，借助于外力可以使一个自动变化发生后再逆向反回原态。例如，气体真空膨胀是一个自发过程，过程中Q=0、 W=0、DU=0。如用活塞等温压缩，能使气体恢复原状，但其结果是环境付出了功，并且热储器(也是环境的一部分)得到了热量。环境发生了功转变为热的变化。要使环境也回复到原来的状态，则必须能够从单一热源(热储器)中取出热量，使其完全转变为功，然后把压缩活塞的重物举到原来的高度而不产生其它变化。倘若这是可能的，则环境和体系就都回到原来的状态了。但是实际经验证明这是不可能的。因此气体的真空膨胀是不可逆过程。热由高温物体流入低温物体，最后温度均衡。这是一个自发变化。要想使它们恢复原状，必须设想能从某一物体吸热降温，使其降到原来的温度，将所吸的热量完全转化为功而不留下影响，然后把这些功再变成热量(例如用电产生热等)从而使另一物体的温度升高到原来的温度。但是由于热量完全转化为功而不留下影响是不可能的，所以这个设想的过程不可能实现。同样，对于其他的自发变化也有同样的结论。从以上几个例子看来，自发变化是否可逆的问题，即是否可以使体系和环境都完全复原而不留下任何影响的问题，都可以转换为能否“从单一热源吸热，全部转化为功，而不引起其它变化”的问题。经验证明，后一过程是不可能实现的，从而导出这样一个结论：一个自发变化发生之后，不可能使体系和环境都恢复到原来的状态而不留下任何影响，也就是说自发变化是不可逆的。这个结论就是一切自发变化的共同特征。