Processo exotérmico - Exothermic process

Explosões são algumas das reações exotérmicas mais violentas.

Em termodinâmica , o termo processo exotérmico (exo: "fora") descreve um processo ou reação que libera energia do sistema para seus arredores, geralmente na forma de calor , mas também na forma de luz (por exemplo, uma faísca, chama , ou flash), eletricidade (por exemplo, uma bateria) ou som (por exemplo, explosão ouvida ao queimar hidrogênio). Sua etimologia deriva do prefixo grego έξω (exō, que significa "para fora") e da palavra grega θερμικός (thermikόs, que significa "térmico"). O termo exotérmico foi cunhado pela primeira vez por Marcelino Berthelot .

O oposto de um processo exotérmico é um processo endotérmico , que absorve energia geralmente na forma de calor. O conceito é frequentemente aplicado nas ciências físicas a reações químicas onde a energia da ligação química é convertida em energia térmica (calor).

Dois tipos de reações químicas

Exotérmico e endotérmico descrevem dois tipos de reações químicas ou sistemas encontrados na natureza, como segue:

Exotérmico

Após uma reação exotérmica , mais energia foi liberada para o ambiente do que foi absorvida para iniciar e manter a reação. Um exemplo seria a queima de uma vela, em que a soma das calorias produzidas pela combustão (encontrada ao observar o aquecimento radiante dos arredores e a luz visível produzida, incluindo o aumento da temperatura do próprio combustível (cera), em que o oxigênio se converte CO 2 quente e vapor de água) excede o número de calorias absorvidas inicialmente no acendimento da chama e na manutenção da chama (alguma energia é reabsorvida e usada para derreter, vaporizar a cera, etc., mas é muito superada pela energia liberada em converter a ligação dupla relativamente fraca do oxigênio nas ligações mais fortes do CO 2 e H 2 O).

Endotérmico

Em uma reação ou sistema endotérmico , a energia é retirada dos arredores no decorrer da reação, geralmente impulsionada por um aumento favorável de entropia no sistema. Um exemplo de reação endotérmica é uma bolsa fria de primeiros socorros, na qual a reação de dois produtos químicos, ou a dissolução de um no outro, requer calorias do ambiente, e a reação resfria a bolsa e o ambiente ao absorver o calor deles. A produção de madeira por fotossíntese é um processo endotérmico: as árvores absorvem a energia radiante do sol e a usam em reações endotérmicas, como separar CO 2 e H 2 O e recombinar os átomos para produzir celulose e outros produtos químicos orgânicos, bem como O 2 . Posteriormente, a lenha pode ser queimada em uma lareira, liberando exotermicamente a energia do O 2 na forma de calor e luz para os arredores, por exemplo, para o interior de uma casa.

Liberação de energia

Exotérmico refere-se a uma transformação em que um sistema fechado libera energia (calor) para o ambiente, expressa por

Q <0 .

Quando a transformação ocorre a pressão constante e sem troca de energia elétrica, o calor Q é igual à mudança de entalpia , ou seja,

∆H <0 ,

enquanto em volume constante, de acordo com a primeira lei da termodinâmica, é igual à mudança de energia interna, ou seja,

∆U = Q + 0 <0 .

Em um sistema adiabático (ou seja, um sistema que não troca calor com o ambiente), um processo exotérmico resulta em um aumento na temperatura do sistema.

Nas reações químicas exotérmicas, o calor liberado pela reação assume a forma de energia eletromagnética ou energia cinética das moléculas. A transição de elétrons de um nível de energia quântica para outro faz com que a luz seja liberada. Essa luz é equivalente em energia à energia de estabilização da energia da reação química, ou seja, a energia da ligação. Essa luz que é liberada pode ser absorvida por outras moléculas em solução para dar origem a translações e rotações moleculares, o que dá origem à compreensão clássica do calor. Em uma reação exotérmica, a energia necessária para iniciar a reação é menor do que a energia que é posteriormente liberada, portanto, há uma liberação líquida de energia.

Exemplos

Uma reação termite exotérmica usando óxido de ferro (III). As faíscas que voam para fora são glóbulos de ferro derretido deixando um rastro de fumaça em seu rastro.

Alguns exemplos de processos exotérmicos são:

Implicações para reações químicas

As reações químicas exotérmicas são geralmente mais espontâneas do que suas contrapartes, as reações endotérmicas .

Em uma reação termoquímica exotérmica, o calor pode ser listado entre os produtos da reação.

Distinção entre Endotérmico e Endotérmico

Os termos "endotérmico" e "endotérmico" são ambos derivados do grego ἔνδον endon "dentro de" e θenchaμη thermē "calor", no entanto, dependendo do contexto, eles podem ter significados muito diferentes.

Na Física, a termodinâmica se aplica às propriedades físicas da matéria e o termo "endotérmico" é usado para descrever uma reação onde a energia é levada "para dentro" (versus uma reação "exotérmica" que libera energia "para fora").

Em Biologia, termorregulação é a capacidade de um organismo de manter sua temperatura corporal e o termo " endotérmico " se refere a um organismo que pode fazer isso de "dentro" usando o calor liberado por suas funções corporais internas (vs um " ectotérmico " que depende de fontes de calor ambientais externas) para manter uma temperatura adequada.

Veja também

Referências

links externos