Эндотермический процесс

Эндотермический процесс — это химический или физический процесс, который поглощает тепло из окружающей среды. ^[1] С точки зрения термодинамики и термохимии , это термодинамический процесс с увеличением энтальпии H $($ или внутренней энергии $U$ ) системы. ^[2] В эндотермическом процессе тепло, которое поглощает система, представляет собой передачу тепловой энергии в систему. Таким образом, эндотермическая реакция обычно приводит к повышению температуры системы и понижению температуры окружающей среды. ^[1]

Этот термин был придуман французским химиком XIX века Марселленом Бертло . ^[3] Термин «эндотермический» происходит от греческого ἔνδον ( эндон ), означающего «внутри», и θερμ- ( терм ), означающего «горячий» или «теплый». ^[4]

Эндотермический процесс может представлять собой химический процесс, например растворение нитрата аммония ( NH ₄ NO ₃ ) в воде ( H ₂ O ) или физический процесс, например таяние кубиков льда . ^[5]

Противоположностью эндотермического процесса является экзотермический процесс , который высвобождает или «отдает» энергию, обычно в форме тепла, а иногда и в виде электрической энергии . ^[1] Таким образом, эндо в эндотермическом языке относится к поступающей энергии или теплу, а экзо в экзотермическом относится к выходу энергии или тепла. В каждом термине (эндотермическом и экзотермическом) префикс обозначает, куда уходит тепло (или электрическая энергия) во время процесса. ^[6]

По химии

Образование тиоцианата бария из тиоцианата аммония и гидроксида бария настолько эндотермично, что может заморозить химический стакан до влажного пенополистирола.

За счет разрыва и образования связей в ходе различных процессов (изменения состояния, химических реакций) обычно происходит изменение энергии. Если энергия образующихся связей больше энергии разрывающихся связей, то выделяется энергия. Это известно как экзотермическая реакция. Однако, если для разрыва связей требуется больше энергии, чем высвобождаемая энергия, энергия потребляется. Следовательно, это эндотермическая реакция . ^[7]

Подробности

Может ли процесс происходить самопроизвольно, зависит не только от изменения энтальпии но и от изменения энтропии ( $∆S)$ и абсолютной температуры $T.$ , Если процесс является самопроизвольным процессом при определенной температуре, продукты имеют меньшую свободную энергию Гиббса $G = H - TS,$ чем реагенты ( экзергонический процесс ), ^[2] даже если энтальпия продуктов выше. Таким образом, эндотермический процесс обычно требует благоприятного увеличения энтропии ( $∆ S > 0$ ) в системе, которое преодолевает неблагоприятное увеличение энтальпии, так что $∆ G < 0$ . Хотя эндотермические фазовые переходы в более неупорядоченные состояния с более высокой энтропией, например плавление и испарение, являются обычным явлением, спонтанные химические процессы при умеренных температурах редко бывают эндотермическими. ^[8] Увеличение энтальпии $∆ H ≫ 0$ в гипотетическом сильно эндотермическом процессе обычно приводит к $∆ G = ∆ H - T ∆ S > 0$ , что означает, что процесс не произойдет (если только он не обусловлен электрической или фотонной энергией). Примером эндотермического и экзергонического процесса является

{\ce {C6H12O6 + 6 H2O -> 12 H2 + 6 CO2}}

\Delta _{r}H^{\circ }=+627\ {\text{kJ/mol}},\quad \Delta _{r}G^{\circ }=-31\ {\text{kJ/mol}}

.

Примеры

Испарение
Сублимация
Крекинг алканов
Термическое разложение
Гидролиз
Нуклеосинтез элементов тяжелее никеля в ядрах звезд ^[9]
Нейтроны высоких энергий могут производить тритий из лития-7 в эндотермическом процессе, потребляя 2,466 МэВ . Это было обнаружено, когда ядерное испытание в замке Браво в 1954 году дало неожиданно высокую мощность. ^[10]
Ядерный синтез элементов тяжелее железа в сверхновых ^[11]
Совместное растворение гидроксида бария и хлорида аммония.
Растворяем лимонную кислоту и пищевую соду ^[12]

Различие между эндотермическими и эндотермическими

Термины «эндотермический» и «эндотермический» произошли от греческого ἔνδον endon «внутри» и θέρμη thermē «тепло», но в зависимости от контекста они могут иметь очень разные значения.

В физике термодинамика применяется к процессам, включающим систему и ее окружение, а термин «эндотермический» используется для описания реакции, в которой энергия поглощается системой «(внутри)» (в отличие от «экзотермической» реакции, которая высвобождает энергия «наружу»). ^[13]^[14]

В биологии терморегуляция — это способность организма поддерживать температуру своего тела, а термин « эндотермный » относится к организму, который может делать это «изнутри», используя тепло, выделяемое внутренними функциями организма (в отличие от « эктотермного организма »). «, который опирается на внешние источники тепла из окружающей среды) для поддержания адекватной температуры. ^[15]

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с «17.3: Экзотермические и эндотермические процессы» . Химия LibreTexts . 27 июня 2016 г. Проверено 26 июня 2024 г.
^ Jump up to: ^а ^б Окстоби, Д.В.; Гиллис, Х.П., Батлер, Л.Дж. (2015). Принцип современной химии , Брукс Коул. п. 617. ISBN 978-1305079113
^ Саттон, Майк (1 марта 2007 г.). «Химия на благо» . Химический мир . Проверено 26 июня 2024 г.
^ «эндотермический | Этимология слова эндотермический по этимонлину» . www.etymonline.com . Проверено 28 июня 2024 г.
^ Лу, Цзюэ Си; Таппер, Коннор; Гутьеррес, Алехандра В.; Мюррей, Джон (2024 г.), «Биохимия, растворение и растворимость» , StatPearls , Остров сокровищ (Флорида): StatPearls Publishing, PMID 28613752 , получено 28 июня 2024 г.
^ «Эндотермические и экзотермические реакции» (PDF) . Ашра . Проверено 28 июня 2024 г.
^ «Экзотермические и эндотермические реакции» . Энергетические основы химии средней школы . Американское химическое общество . Проверено 11 апреля 2021 г.
^ «Примеры спонтанных эндотермических реакций — примеры химии» . www.chemicool.com . Проверено 28 июня 2024 г.
^ «Галактический нуклеосинтез: начало производства элементов в нашей галактике» . Особенности исследования . 15 мая 2017 г. Проверено 28 июня 2024 г.
^ Остин, Патрик (январь 1996 г.). «Тритий: экологические, медицинские, бюджетные и стратегические последствия решения Министерства энергетики о производстве трития» . Институт энергетических и экологических исследований . Проверено 15 сентября 2010 г.
^ Цянь, Ю.-З.; Фогель, П.; Вассербург, Дж.Дж. (1998). «Разнообразные источники сверхновых для r-процесса». Астрофизический журнал 494 (1): 285–296. arXiv : astro-ph/9706120 . Бибкод : 1998ApJ...494..285Q . дои : 10.1086/305198 .
^ «Вмешательство в мессу» . ПБС . ВГБХ . 2005 . Проверено 28 мая 2020 г.
^ «5.2: Первый закон термодинамики» . Химия LibreTexts . 18 ноября 2014 г. Проверено 28 июня 2024 г.
^ «Значение эндотермического в английском языке» . Кембриджский словарь . Издательство Кембриджского университета.
^ «Энотермия | Гомеотермия, терморегуляция, обмен веществ | Британика» . www.britanica.com . Проверено 28 июня 2024 г.

Внешние ссылки

Экзотермический и эндотермический - Гипер-глоссарий MSDS в компании Interactive Learning Paradigms, Incorporated

[:0-1] Jump up to: ^а ^б ^с «17.3: Экзотермические и эндотермические процессы» . Химия LibreTexts . 27 июня 2016 г. Проверено 26 июня 2024 г.

[Oxtoby8th-2] Jump up to: ^а ^б Окстоби, Д.В.; Гиллис, Х.П., Батлер, Л.Дж. (2015). Принцип современной химии , Брукс Коул. п. 617. ISBN 978-1305079113

[3] Саттон, Майк (1 марта 2007 г.). «Химия на благо» . Химический мир . Проверено 26 июня 2024 г.

[4] «эндотермический | Этимология слова эндотермический по этимонлину» . www.etymonline.com . Проверено 28 июня 2024 г.

[5] Лу, Цзюэ Си; Таппер, Коннор; Гутьеррес, Алехандра В.; Мюррей, Джон (2024 г.), «Биохимия, растворение и растворимость» , StatPearls , Остров сокровищ (Флорида): StatPearls Publishing, PMID 28613752 , получено 28 июня 2024 г.

[6] «Эндотермические и экзотермические реакции» (PDF) . Ашра . Проверено 28 июня 2024 г.

[7] «Экзотермические и эндотермические реакции» . Энергетические основы химии средней школы . Американское химическое общество . Проверено 11 апреля 2021 г.

[8] «Примеры спонтанных эндотермических реакций — примеры химии» . www.chemicool.com . Проверено 28 июня 2024 г.

[9] «Галактический нуклеосинтез: начало производства элементов в нашей галактике» . Особенности исследования . 15 мая 2017 г. Проверено 28 июня 2024 г.

[ieer-10] Остин, Патрик (январь 1996 г.). «Тритий: экологические, медицинские, бюджетные и стратегические последствия решения Министерства энергетики о производстве трития» . Институт энергетических и экологических исследований . Проверено 15 сентября 2010 г.

[11] Цянь, Ю.-З.; Фогель, П.; Вассербург, Дж.Дж. (1998). «Разнообразные источники сверхновых для r-процесса». Астрофизический журнал 494 (1): 285–296. arXiv : astro-ph/9706120 . Бибкод : 1998ApJ...494..285Q . дои : 10.1086/305198 .

[pbs-12] «Вмешательство в мессу» . ПБС . ВГБХ . 2005 . Проверено 28 мая 2020 г.

[13] «5.2: Первый закон термодинамики» . Химия LibreTexts . 18 ноября 2014 г. Проверено 28 июня 2024 г.

[14] «Значение эндотермического в английском языке» . Кембриджский словарь . Издательство Кембриджского университета.

[15] «Энотермия | Гомеотермия, терморегуляция, обмен веществ | Британика» . www.britanica.com . Проверено 28 июня 2024 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]