Егзотермни процес
У термодинамици, егзотермни процес је термодинамички процес или реакција која ослобађа енергију из система у његову околину,[1][2] обично у облику топлоте, али и у облику светлости (нпр. варница, пламен или бљесак), електричне енергије (нпр. батерија), или звук (нпр. експлозија која се чује при сагоревању водоника). Термин егзотермни први је сковао француски хемичар из 19. века Марселин Бертело.[3]
Супротно од егзотермног процеса је ендотермни процес, онај који апсорбује енергију, обично у облику топлоте.[1] Концепт се често примењује у физичким наукама на хемијске реакције где се енергија хемијске везе претвара у топлотну енергију (топлоту).
Две типа хемијских реакција
уредиТермини егзотерман и ендотерман описују две врсте хемијских реакција или система који се налазе у природи, на следећи начин:
Егзотермно
уредиЕгзотермна реакција настаје када се топлота ослобађа у околину. Према ИУПАЦ-у, егзотермна реакција је „реакција за коју је укупна стандардна промена енталпије ΔХ⚬ негативна“..[4] Неки примери егзотермног процеса су сагоревање горива, кондензација и нуклеарна фисија,[5] која се користи у нуклеарним електранама за ослобађање великих количина енергије.[6]
Ендотермно
уредиУ ендотермној реакцији или систему, енергија се узима из околине у току реакције, обично вођена повољним повећањем ентропије у систему.[7] Пример ендотермне реакције је хладни пакет прве помоћи, у коме реакција две хемикалије, или растварање једне у другој, захтева калорије из околине, и реакција хлади кесицу и околину апсорбујући топлоту из њих.[8]
Фотосинтеза, процес који омогућава биљкама да претворе угљен-диоксид и воду у шећер и кисеоник, је ендотермни процес: биљке апсорбују енергију зрачења сунца и користе је у ендотермном, иначе неспонтаном процесу. Похрањена хемијска енергија може се ослободити инверзним (спонтаним) процесом: сагоревањем шећера, који даје угљен-диоксид, воду и топлоту (енергија зрачења).[9]
Ослобађање енергије
уредиЕгзотермно се односи на трансформацију у којој затворени систем ослобађа енергију (топлоту) у околину, изражену као
Када се трансформација одвија при константном притиску и без размене електричне енергије, топлота Q је једнака промени енталпије, и.е.
док је при константној запремини, према првом закону термодинамике, једнака промени унутрашње енергије (У), и.е.
У адијабатском систему (тј. систему који не размењује топлоту са околином), иначе егзотермни процес доводи до повећања температуре система.[11]
У егзотермним хемијским реакцијама, топлота која се ослобађа реакцијом поприма облик електромагнетне енергије или кинетичке енергије молекула.[12] Прелазак електрона са једног квантног енергетског нивоа на други изазива ослобађање светлости. Ова светлост је по енергији еквивалентна некој стабилизационој енергији за хемијску реакцију, тј. енергији везе. Ово светло које се ослобађа може да се апсорбује од стране других молекула у раствору да изазове молекуларне транслације и ротације, што доводи до класичног разумевања топлоте. У егзотермној реакцији, енергија активације (енергија потребна за покретање реакције) је мања од енергије која се накнадно ослобађа, тако да постоји нето ослобађање енергије.[13]
Референце
уреди- ^ а б „17.3: Еxотхермиц анд Ендотхермиц Процессес”. Цхемистрy ЛибреТеxтс (на језику: енглески). 2016-06-27. Приступљено 2024-06-26.
- ^ "Гате фор тхе Греек лангуаге" он-лине дицтионарy Архивирано 2017-12-05 на сајту Wayback Machine. греек-лангуаге.гр
- ^ Суттон, Мике (2007-03-01). „Цхемистрy фор тхе цоммон гоод”. Цхемистрy Wорлд (на језику: енглески). Приступљено 2024-06-26.
- ^ „ИУПАЦ - еxотхермиц реацтион (Е02269)”. голдбоок.иупац.орг. Тхе Интернатионал Унион оф Пуре анд Апплиед Цхемистрy (ИУПАЦ). дои:10.1351/голдбоок.е02269. Приступљено 2024-06-26.
- ^ Басхyал, Јyоти (2023-02-20). „Еxотхермиц реацтионс wитх Импортант Еxамплес”. сциенцеинфо.цом (на језику: енглески). Приступљено 2024-06-26.
- ^ „Нуцлеар поwер плантс - У.С. Енергy Информатион Администратион (ЕИА)”. www.еиа.гов. Приступљено 2024-06-26.
- ^ Оxтобy, Давид W.; Гиллис, Х. П.; Бутлер, Лаурие Ј. (2016). Принциплес оф модерн цхемистрy (8 изд.). Андовер: Ценгаге Леарнинг. стр. 617. ИСБН 978-1-305-07911-3.
- ^ „Тхе Цолд Пацк: А Цхиллy Еxампле оф ан Ендотхермиц Реацтион - Лет'с Талк Сциенце”. летсталксциенце.ца (на језику: енглески). 2020-06-01. Приступљено 2024-06-26.
- ^ „Пхотосyнтхесис - Wхат хаппенс дуринг пхотосyнтхесис? - ОЦР 21ст Центурy - ГЦСЕ Цомбинед Сциенце Ревисион - ОЦР 21ст Центурy”. ББЦ Битесизе (на језику: енглески). Приступљено 2024-06-26.
- ^ Оxтобy, D. W; Гиллис, Х.П., Бутлер, L. Ј. (2015).Принциплес оф Модерн Цхемистрy, Броокс Цоле. п. 617. ISBN 978-1305079113
- ^ Perrot, Pierre (1998). A to Z of Thermodynamics. Oxford University Press. стр. 6—7. ISBN 0-19-856552-6.
- ^ „Potential Energy”. Chemistry LibreTexts (на језику: енглески). 2013-10-02. Приступљено 2024-06-26.
- ^ „Chapter 2 - Carbon-based fuels”. Heinemann Chemistry (на језику: енглески). 2 (6 изд.). Pearson. стр. 64—65. ISBN 9780655700098.