Экзотермическая реакция - это процесс, сопровождаемый выделением энергии

Экзотермическая реакция - это процесс, который сопровождается выделением существенного количества энергии. Рассмотрим особенности процессов, которые связаны с поглощением или выделением тепла, их практическое применение.

История термохимии

Скорость экзотермической реакции зависит от того, какие исходные вещества были взяты для взаимодействия. Любое вещество обладает определенным количеством энергии.

Серьезные исследования в области термохимии принадлежат Бертло. Он проводил калориметрические исследования, анализировал получаемые результаты. И эндотермическая, и экзотермическая реакция - это объект исследований Бертло. Для своих экспериментов ученый брал взрывчатые вещества, анализировал скорость процесса горения, температуру взрыва, площадь распространения взрывной волны.

Особенности процесса

Любая экзотермическая реакция - это процесс, сопровождающийся разрывом одной либо нескольких химических связей. Так как выделяется большее количество энергии, чем требуется для разрушения связей, наблюдается выделение тепла. Чем характеризуются экзотермические реакции? Примеры таких процессов – любые реакции горения. Так, при взаимодействии природного газа (метана) с кислородом воздуха, помимо углекислого газа и водяного пара, наблюдается выделение существенного количества энергии.

Если экзотермическая реакция - это процесс, связанный с выделением теплоты, то эндотермические взаимодействия протекают только при постоянном поступлении тепловой энергии. В качестве примера процесса, осуществляемого только при дополнительной энергии, можно представить взаимодействие водорода с углеродом, приводящее к образованию метана (СН₄). Без предварительного нагревания провести данный процесс невозможно.

Независимо от того, какие исходные вещества выбираются для проведения процесса, происходит поглощение или выделение энергии. Для измерения ее количественного показателя был введен термин "тепловой эффект реакции". Для определения данного показателя используют закон Гесса, связывающий количество энергии продуктов реакции и исходных веществ. В ходе расчетов учитывают агрегатное состояние вещества. Оно оказывает воздействие на величину теплового эффекта взаимодействующих веществ.

Применение изотермических процессов

Информация о тепловом эффекте химической реакции нужна для проведения многочисленных математических расчетов. Например, для осуществления запуска космических аппаратов нужно предварительно вычислить массу полезного груза, учитывая, что работа двигателя связана с взаимодействием кислорода с водородом.

Если бы процесс не сопровождался выделением тепла, невозможно было бы поднять ракету в воздух. В камере сгорания происходит превращение тепла этого экзотермического процесса в кинетическую энергию, что позволяет ракете развивать реактивную тягу.

Диетологи учитывают тепло экзотермической реакции расщепления пищевых продуктов при разработке рационов питания для своих пациентов.