吸热过程
外观
在热化学中,吸热过程(来自希腊语 ἔνδον (endon),意即:“在……里”,和 θερμ- (therm),意即:“热” )是系统的焓H(或内能U)增加的任何热力学过程。 [1]在这样的过程中,封闭系统通常从其周围吸收热能,这就是热量传递到系统中。因此,吸热反应通常会导致系统温度升高和环境温度降低。它可能是一个化学过程,例如溶解硝酸铵(NH
4NO
3 )水溶液(H
2O) 或物理过程,例如冰块的融化。
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/77/Endothermic_Reaction.png/220px-Endothermic_Reaction.png)
该术语由 19 世纪法国化学家马赛兰·贝特洛创造。与吸热过程相反的是放热过程,它释放或“释放”能量,通常以热的形式存在,有时以电能的形式存在。因此,在每个术语(吸热和放热)中,前缀指的是过程发生时热量(或电能)的去向。
化学中的应用
[编辑]由于在各种过程(状态变化、化学反应)中键断裂和形成,通常会发生能量变化。如果形成键的能量大于断裂键的能量,则能量被释放。这被称为放热反应。但是,如果打破键所需的能量多于释放的能量,则能量会被吸收。因此,它是一个吸热反应。 [2]
细节
[编辑]一个过程能否自发发生不仅取决于焓变,还取决于熵变( ∆S )和绝对温度T。如果某个过程在特定温度下是自发过程,则产物的吉布斯自由能G = H – TS低于反应物(放能过程), [1]即使产物的焓更高。因此,吸热过程通常需要系统中有利的熵增加( ∆S > 0 ),以克服不利的焓增加,以便仍然∆G < 0 。虽然吸热相变到更无序的更高熵状态(例如熔化和汽化)很常见,但在中等温度下的自发化学过程很少吸热。在假设的强吸热过程中,焓增加∆H ≫ 0通常导致∆G = ∆H – T∆S > 0 ,这意味着该过程不会发生(除非由电能或光子能驱动)。吸热和放能过程的一个例子是
例子
[编辑]- 蒸发
- 昇华
- 烷烃的裂解
- 热裂解
- 水解
- 恒星核心中比镍重的元素的核合成
- 高能中子可以在吸热过程中从锂-7中产生氚,消耗 2.466 MeV 。这是在 1954 年Castle Bravo核试验产生出乎意料的高当量时发现的。 [3]
- 超新星中比铁重的元素的核聚变[4]
- 氢氧化钡和氯化铵溶解在一起
- 将柠檬酸和小苏打溶解在一起[5]
参考资料
[编辑]- ^ 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 引用错误:带有name属性“Oxtoby8th”的
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标签用不同内容定义了多次 - ^ Exothermic & Endothermic Reactions | Energy Foundations for High School Chemistry. highschoolenergy.acs.org. [2021-04-11]. (原始内容存档于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]. (原始内容存档于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]. (原始内容存档于2022-11-16).