Эндотермический процесс — это химический или физический процесс, поглощающий 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, поглощаемое системой, представляет собой передачу тепловой энергии в систему. Таким образом, эндотермическая реакция обычно приводит к повышению температуры системы и понижению температуры окружающей среды. [1]
Термин был придуман французским химиком 19 века Марселеном Бертло . [3] Термин эндотермический происходит от греческого ἔνδον ( endon ), что означает «внутри» и θερμ- ( therm ), что означает «горячий» или «тёплый». [4]
Эндотермический процесс может быть химическим процессом, таким как растворение нитрата аммония ( NH 4 NO 3 ) в воде ( H 2 O ), или физическим процессом, таким как таяние кубиков льда . [5]
Противоположностью эндотермическому процессу является экзотермический процесс , который высвобождает или «отдает» энергию, обычно в форме тепла, а иногда и электрической энергии . [1] Таким образом, эндо в эндотермическом относится к энергии или теплу, поступающему внутрь, а экзо в экзотермическом относится к энергии или теплу, выходящему наружу. В каждом термине (эндотермический и экзотермический) префикс указывает на то, куда уходит тепло (или электрическая энергия) по мере протекания процесса. [6]
Из-за разрыва и образования связей в ходе различных процессов (изменения состояния, химические реакции) обычно происходит изменение энергии. Если энергия образующихся связей больше энергии разрывающихся связей, то энергия выделяется. Это известно как экзотермическая реакция. Однако если для разрыва связей требуется больше энергии, чем выделяется, то энергия поглощается. Следовательно, это эндотермическая реакция. [ 7 ]
Может ли процесс происходить спонтанно, зависит не только от изменения энтальпии , но и от изменения энтропии ( ∆ S ) и абсолютной температуры T . Если процесс является спонтанным процессом при определенной температуре, продукты имеют более низкую 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, которая преодолевает неблагоприятное увеличение энтальпии, так что все еще ∆ G < 0 . В то время как 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 будет вызван электрической или фотонной энергией). Примером эндотермического и экзергонического процесса является
Термины «эндотермический» и «эндотерм» оба происходят от греческих слов ἔνδον endon «внутри» и θέρμη thermē «тепло», но в зависимости от контекста они могут иметь совершенно разные значения.
В физике термодинамика применяется к процессам, включающим систему и ее окружение, а термин «эндотермический» используется для описания реакции, в которой энергия поглощается «внутрь» системы (в отличие от «экзотермической» реакции, которая выделяет энергию «наружу»). [12] [13]
В биологии терморегуляция — это способность организма поддерживать температуру своего тела, а термин « эндотерм » относится к организму, который может делать это «изнутри», используя тепло, выделяемое его внутренними телесными функциями (в отличие от « эктотерма », который полагается на внешние, экологические источники тепла) для поддержания адекватной температуры. [14]
