吸熱過程
外觀
在熱化學中,吸熱過程(來自希臘語 ἔνδον (endon),意即:「在……里」,和 θερμ- (therm),意即:「熱」 )是系統的焓H(或內能U)增加的任何熱力學過程。 [1]在這樣的過程中,封閉系統通常從其周圍吸收熱能,這就是熱量傳遞到系統中。因此,吸熱反應通常會導致系統溫度升高和環境溫度降低。它可能是一個化學過程,例如溶解硝酸銨(NH
4NO
3 )水溶液(H
2O) 或物理過程,例如冰塊的融化。
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/77/Endothermic_Reaction.png/220px-Endothermic_Reaction.png)
該術語由 19 世紀法國化學家馬賽蘭·貝特洛創造。與吸熱過程相反的是放熱過程,它釋放或「釋放」能量,通常以熱的形式存在,有時以電能的形式存在。因此,在每個術語(吸熱和放熱)中,前綴指的是過程發生時熱量(或電能)的去向。
化學中的應用
[編輯]由於在各種過程(狀態變化、化學反應)中鍵斷裂和形成,通常會發生能量變化。如果形成鍵的能量大於斷裂鍵的能量,則能量被釋放。這被稱為放熱反應。但是,如果打破鍵所需的能量多於釋放的能量,則能量會被吸收。因此,它是一個吸熱反應。 [2]
細節
[編輯]一個過程能否自發發生不僅取決於焓變,還取決於熵變( ∆S )和絕對溫度T。如果某個過程在特定溫度下是自發過程,則產物的吉布斯自由能G = H – TS低於反應物(放能過程), [1]即使產物的焓更高。因此,吸熱過程通常需要系統中有利的熵增加( ∆S > 0 ),以克服不利的焓增加,以便仍然∆G < 0 。雖然吸熱相變到更無序的更高熵狀態(例如熔化和汽化)很常見,但在中等溫度下的自發化學過程很少吸熱。在假設的強吸熱過程中,焓增加∆H ≫ 0通常導致∆G = ∆H – T∆S > 0 ,這意味着該過程不會發生(除非由電能或光子能驅動)。吸熱和放能過程的一個例子是
例子
[編輯]- 蒸發
- 昇華
- 烷烴的裂解
- 熱裂解
- 水解
- 恆星核心中比鎳重的元素的核合成
- 高能中子可以在吸熱過程中從鋰-7中產生氚,消耗 2.466 MeV 。這是在 1954 年Castle Bravo核試驗產生出乎意料的高當量時發現的。 [3]
- 超新星中比鐵重的元素的核聚變[4]
- 氫氧化鋇和氯化銨溶解在一起
- 將檸檬酸和小蘇打溶解在一起[5]
參考資料
[編輯]- ^ 1.0 1.1 Oxtoby, D. W; Gillis, H.P., Butler, L. J. (2015).Principle of Modern Chemistry, Brooks Cole. p. 617. ISBN 978-1305079113 引用錯誤:帶有name屬性「Oxtoby8th」的
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標籤用不同內容定義了多次 - ^ Exothermic & Endothermic Reactions | Energy Foundations for High School Chemistry. highschoolenergy.acs.org. [2021-04-11]. (原始內容存檔於2022-08-07).
- ^ Austin, Patrick. Tritium: The environmental, health, budgetary, and strategic effects of the Department of Energy's decision to produce tritium. Institute for Energy and Environmental Research. January 1996 [2010-09-15]. (原始內容存檔於2018-12-26).
- ^ Qian, Y.-Z.; Vogel, P.; Wasserburg, G. J. (1998). "Diverse Supernova Sources for the r-Process". Astrophysical Journal 494 (1): 285–296. Bibcode:1998ApJ...494..285Q. doi:10.1086/305198. .
- ^ Messing with Mass. WGBH. 2005 [2020-05-28]. (原始內容存檔於2022-11-16).