Na endotermiczny reakcja zachodzi, gdy energia jest absorbowana z otoczenia w postaci ciepła. I odwrotnie, an egzotermiczny reakcja to taka, w której energia jest uwalniana z układu do otoczenia. Terminy są powszechnie stosowane w naukach fizycznych i chemii.
Endotermiczny | Egzotermiczny | |
---|---|---|
Wprowadzenie | Proces lub reakcja, w której układ pochłania energię z otoczenia w postaci ciepła. | Proces lub reakcja, która uwalnia energię z układu, zwykle w postaci ciepła. |
Wynik | Energia jest absorbowana ze środowiska do reakcji. | Energia jest uwalniana z systemu do środowiska. |
Forma energii | Energia jest absorbowana jako ciepło. | Energia jest zwykle uwalniana w postaci ciepła, ale może być również elektrycznością, światłem lub dźwiękiem. |
Podanie | Termodynamika; fizyka, chemia. | Termodynamika; fizyka, chemia. |
Etymologia | Greckie słowa endo (inside) i thermasi (to heat). | Greckie słowa exo (na zewnątrz) i thermasi (na ciepło). |
Przykłady | Topienie lodu, fotosynteza, parowanie, gotowanie jajka, rozszczepianie cząsteczki gazu. | Wybuchy, wytwarzanie lodu, rdzewienie żelaza, osadzanie się betonu, wiązania chemiczne, rozszczepienie jądrowe i synteza. |
Endotermiczna reakcja lub proces zachodzi, gdy system absorbuje energię cieplną z otaczającego środowiska.
W egzotermicznej reakcji lub procesie energia jest uwalniana do środowiska, zwykle w postaci ciepła, ale także elektryczności, dźwięku lub światła.
Klasyfikowanie reakcji fizycznej lub procesu jako egzotermicznej lub endotermicznej często może być sprzeczne z intuicją. Wytworzenie kostki lodu jest tym samym rodzajem reakcji, co płonąca świeca - oba mają ten sam typ reakcji: egzotermiczny. Rozważając, czy reakcja jest endotermiczna czy egzotermiczna, konieczne jest oddzielenie układu reakcyjnego od środowiska. Liczy się zmiana temperatury systemu, a nie to, jak gorąco lub zimno jest system. Jeśli układ ostygnie, oznacza to, że uwalniane jest ciepło, a zachodząca reakcja jest reakcją egzotermiczną.
Powyższy przykład ognia jest intuicyjny, ponieważ energia jest wyraźnie uwalniana do otoczenia. Tworzenie lodu może jednak wydawać się odwrotne, ale woda znajdująca się w zamrażarce również uwalnia energię, ponieważ zamrażarka pobiera ciepło i wydala je z tyłu urządzenia. Systemem reakcji, który należy wziąć pod uwagę, jest tylko woda, a jeśli woda ochładza się, musi uwalniać energię w procesie egzotermicznym. Pocenie się (parowanie) jest reakcją endotermiczną. Mokra skóra jest chłodna na wietrze, ponieważ reakcja parowania wody wchłania ciepło z otoczenia (skóra i atmosfera).
W chemii endotermiczne i egzotermiczne uwzględniają jedynie zmianę entalpii (miara całkowitej energii układu); pełna analiza dodaje dodatkowy termin do równania entropii i temperatury.
Po utworzeniu wiązań chemicznych ciepło uwalnia się w reakcji egzotermicznej. W reagujących elektronach występuje utrata energii kinetycznej, co powoduje uwolnienie energii w postaci światła. To światło ma energię równą energii stabilizacji wymaganej do reakcji chemicznej (energia wiązania). Uwolnione światło może być pochłaniane przez inne cząsteczki, co powoduje wibracje lub obroty molekularne, z których wynika klasyczne rozumienie ciepła. Energia potrzebna do zajścia reakcji jest mniejsza niż całkowita uwolniona energia.
Kiedy wiązania chemiczne pękają, reakcja jest zawsze endotermiczna. W endotermicznych reakcjach chemicznych energia jest absorbowana (pobierana z zewnątrz reakcji) w celu umieszczenia elektronu w wyższym stanie energetycznym, umożliwiając w ten sposób elektronowi skojarzenie z innym atomem, tworząc inny kompleks chemiczny. Utrata energii z roztworu (środowiska) jest absorbowana przez reakcję w postaci ciepła.
Rozszczepienia atomu (rozszczepienia) nie należy jednak mylić z „zerwaniem wiązania”. Rozszczepienie jądrowe i synteza jądrowa są reakcjami egzotermicznymi.
Reakcje endotermiczne i egzotermiczne są często obserwowane w codziennych zjawiskach.
Przykłady reakcji endotermicznych:
Przykłady reakcji egzotermicznych: