Quá trình hấp thụ nhiệt

Trong nhiệt động hóa học, một quá trình hấp thụ nhiệt (endothermic process) là bất kỳ quá trình nào có sự gia tăng entanpi H (hay nội năng U) của hệ. Trong một quá trình như vậy, một hệ kín thường hấp thụ năng lượng nhiệt từ môi trường xung quanh, chính là nhiệt lượng trao đổi vào hệ. Nó có thể là một quá trình hóa học, như khi hòa tan nhôm nitrat vào nước, hoặc một quá trình vật lý, như sự nóng chảy của băng.

Thuật ngữ này được đặt ra bởi nhà hóa học người Pháp ở thế kỷ 19, Marcellin Berthelot, với từ gốc Hy Lạp endo-, bắt nguồn từ 'endon' (ἔνδον) nghĩa là 'bên trong', và từ gốc 'therm' (θερμ-), nghĩa là 'nóng' hay 'ấm', ngụ ý rằng quá trình này phụ thuộc vào việc hấp thụ nhiệt để tiếp diễn. Ngược lại với quá trình hấp thụ nhiệt là quá trình tỏa nhiệt (exothermic process), tức là quá trình phát ra hoặc tỏa ra năng lượng, thường ở dạng nhiệt và đôi khi là năng lượng điện. Vì vậy, với mỗi thuật ngữ (endothermic và exothermic), tiếp đầu ngữ chỉ nơi mà nhiệt (hay năng lượng điện) đi và đến khi quá trình diễn ra.

Trong hóa học

Khi các liên kết bị phá vỡ và hình thành trong các quá trình khác nhau như thay đổi trạng thái hoặc phản ứng hóa học, năng lượng thường bị thay đổi. Nếu năng lượng của các liên kết mới tạo ra lớn hơn năng lượng của các liên kết bị phá vỡ, năng lượng dư thừa sẽ được giải phóng, gọi là phản ứng tỏa nhiệt. Ngược lại, nếu năng lượng cần để phá vỡ các liên kết lớn hơn năng lượng tỏa ra, hệ sẽ hấp thụ năng lượng, tạo nên một phản ứng thu nhiệt.

C₆H₁₂O₆ + 6 H₂

Ví dụ

• Sự hóa hơi và nóng chảy
• Sự thăng hoa
• Phản ứng cracking của các alkan
• Phản ứng nhiệt phân
• Phản ứng thủy phân
• Sự tổng hợp các nguyên tố nặng hơn nickel trong lõi ngôi sao
• Các neutron năng lượng cao có thể tạo ra triti từ lithi-7 trong một quá trình thu nhiệt, tiêu thụ 2.466 MeV. Phát hiện này được ghi nhận trong vụ thử nghiệm hạt nhân Castle Bravo năm 1954, với lượng năng lượng tạo ra cao hơn dự kiến.
• Phản ứng nhiệt hạch của các nguyên tố nặng hơn sắt trong các vụ nổ siêu tân tinh
• Sự hòa tan của bari hydroxide và nhôm chloride
• Sự phản ứng giữa dung dịch axit citric và baking soda

Phân biệt giữa phản ứng thu nhiệt và phản ứng tỏa nhiệt

Các thuật ngữ 'thu nhiệt' và 'nội nhiệt' ('endothermic' và 'endotherm') đều bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp ἔνδον endon có nghĩa là 'bên trong' và θέρμη thermē có nghĩa là 'nhiệt', nhưng ý nghĩa của chúng có thể khác nhau tùy vào ngữ cảnh sử dụng.

Trong lĩnh vực vật lý, đặc biệt là trong nhiệt động lực học liên quan đến hệ và môi trường xung quanh, thuật ngữ 'thu nhiệt' dùng để chỉ một phản ứng trong đó năng lượng được hấp thụ 'vào bên trong' hệ. Ngược lại, phản ứng 'tỏa nhiệt' giải phóng năng lượng 'ra bên ngoài' hệ.

Trong sinh học, điều hòa thân nhiệt là khả năng của sinh vật duy trì nhiệt độ cơ thể của mình. Thuật ngữ 'nội nhiệt' ám chỉ những sinh vật có khả năng điều chỉnh nhiệt độ cơ thể từ 'bên trong', trái ngược với sinh vật 'ngoại nhiệt' phụ thuộc vào nhiệt từ môi trường bên ngoài để duy trì nhiệt độ phù hợp.

Các liên kết ngoài

• Định nghĩa về Endothermic – MSDS Hyper-Glossary