Kas ir eksotermisks?

Pirmo reizi izmantoja franču ķīmiķis Marselīns Pjērs Eižēns Bertelo, termins cēlies no grieķu prefiksa “ex-” un vārda thermein. Thermein attiecas uz sildīšanas procesiem, savukārt prefikss nozīmē vienkārši ārā, norādot, ka šajā virzienā siltums iet, kad tiek ražots. Bertelo uzskatīja, ka visus ķīmiskos procesus var kaut kādā veidā izmērīt, piemēram, ar siltumu, kas izdalās no eksotermiskām reakcijām.

Eksotermiskas reakcijas notiek apstākļos, kad ķīmiskie reaģenti atrodas pastāvīgā spiedienā un nemainīgā tilpumā. Reakcijās, kurās izdalās siltums, to novēro kā temperatūras paaugstināšanos. Šo siltumu var radīt cita blakusprodukta, piemēram, gaismas, iepriekšēja izdalīšanās. Šajā gadījumā gaisma tiek absorbēta ķīmiskās vielas molekulās, liekot molekulām vibrēt. Tas savukārt rada siltumu.

Dažreiz karstums ir tik mazs, ka ir nepieciešami zinātniski instrumenti, lai izmērītu temperatūras izmaiņas. Citas reakcijas ir jūtamas bez zinātniskā aprīkojuma palīdzības. Eksotermiskas reakcijas ir izplatītas, un tās rodas, kad ūdens kondensējas no tvaikiem un veido lietus vai mākoņos veidojas sniegs. Sveces aizdegšana izraisa ķīmisku, eksotermisku reakciju, kas jūtama liesmas siltumā, tāpat kā malkas vai ogļu dedzināšana krāsnī rada pietiekami daudz siltuma, lai sasildītu visu māju.

Kodola skaldīšana ir vēl viens eksotermiskas reakcijas piemērs. Kodola skaldīšanas laikā atsevišķu izotopu atomi tiek sadalīti, izdalot siltumenerģiju. Kad atoms tiek sadalīts ar neitronu, tas atbrīvo ne tikai siltumu, bet arī papildu neitronu, kas sadala citu atomu, sākot ķēdes reakciju. Tieši šī ķēdes reakcija darbina kodolreaktoru, un siltumenerģijas izdalīšanās padara to par tik vērtīgu enerģijas avotu. Tomēr reakcijas tiek kontrolētas reaktorā; ja to nekontrolē, reakcija pārvēršas par tādu, kas vada kodolbumbu.

Eksotermiskas reakcijas pretstats ir endotermiska. Šāda veida ķīmiskās reakcijas procesā siltumenerģija tiek absorbēta; tas ir redzams tādās reakcijās kā fotosintēze un iztvaikošana. Šie ķīmiskie procesi nevar notikt bez siltuma esamības, un, tā kā eksotermiskās reakcijas rada siltumu, tā vietā, lai tas būtu vajadzīgs kā reakcijas sastāvdaļa, eksotermiskie procesi notiek spontāni.