مصطلح في الديناميكا الحرارية عملية طاردة للحرارة يصف عملية أو تفاعل يطلق طاقة (حرارة) من نظام ما إلى البيئة المحيطة ، عادةً في شكل حرارة ، ولكن أيضًا في شكل ضوء (مثل شرارة اللهب أو الفلاش) أو بطارية تنتج الكهرباء أو الصوت (مثل انفجار مسموع عند حرق الهيدروجين). أصل الاسم ينبع من البادئة اليونانية في الخارج (exo الذي يعني “الخارج”) والكلمة اليونانية حراري (Thermicus ، والتي تعني “الحرارية”).^[1] مصطلح يطارد تم اختراعه لأول مرة بواسطة Marcellin Bertillo. الطاردة للحرارة العكسية هي عملية ماصة للحرارة تمتص الطاقة على شكل حرارة من أجل حدوث التفاعل.

يتم تطبيق هذا المفهوم كثيرًا في العلوم الفيزيائية في التفاعلات الكيميائية ، كما هو الحال في طاقة الرابطة الكيميائية التي سيتم تحويلها إلى طاقة حرارية (حرارة).

يصف الطارد للحرارة (والممتص للحرارة) نوعين من التفاعلات الكيميائية أو الأنظمة الموجودة في الطبيعة على النحو التالي.

إنها تنص ببساطة على أنه في تفاعل طارد للحرارة يتم إطلاق المزيد من الطاقة أكثر مما هو مطلوب لبدء التفاعل ، ومثال على ذلك هو احتراق شمعة حيث إجمالي السعرات الحرارية الناتجة عن الاحتراق (يتم الكشف عنها من خلال النظر إلى التسخين المشع والضوء المرئي ينتج بالإضافة إلى زيادة حرارة الشمع نفسه والذي يتحول بالأكسجين إلى ثاني أكسيد الكربون الساخن وبخار الماء) يتجاوز إجمالي السعرات الحرارية الممتصة في البداية عند إشعال اللهب (أي الطاقة الناتجة عن حرق الشمع وذوبانه و ثم تبخره يفوق الطاقة المطلوبة لإشعال اللهب والحفاظ عليه).

من ناحية أخرى ، يتم امتصاص طاقة التفاعل الماص للحرارة من البيئة المحيطة أثناء التفاعل. مثال على تفاعل ماص للحرارة هو حزمة إسعافات أولية باردة حيث تتفاعل مادتان كيميائيتان ، أو تذوب في بعضهما البعض ، وتتطلب سعرات حرارية من البيئة المحيطة ، ويقوم التفاعل بتبريد العبوة ومحيطها عن طريق امتصاص الحرارة منها. يوجد التفاعل الماص للحرارة أيضًا في إنتاج الخشب: تمتص الأشجار الطاقة المشعة من الشمس في تفاعل ماص للحرارة مثل تكسير ثاني أكسيد الكربون والماء والجمع بين الكربون والهيدروجين الناتج لإنتاج السليلوز والمواد الكيميائية العضوية الأخرى. هذه المنتجات على شكل خشب ، على سبيل المثال ، قد يتم حرقها لاحقًا في موقد ، مما ينتج عنه ثاني أكسيد الكربون والماء في تفاعل طارد للحرارة ويطلق طاقة في شكل حرارة وضوء إلى البيئة المحيطة.

ملخص[عدل]

الطارد يعني التحول الذي يطلق فيه النظام الطاقة (الحرارة) إلى البيئة المحيطة ، معبرًا عنها

س <0.

عندما يحدث التحول تحت ضغط ثابت ، المحتوى الحراري^{[بحاجة لتوضيح]}

∆ ح <0،

الحجم الثابت هو الطاقة الداخلية^{[بحاجة لتوضيح][محل شك]}

∆U <0.

في نظام ثابت الحرارة (أي نظام لا يتبادل الحرارة مع البيئة المحيطة) ، تؤدي العملية الطاردة للحرارة إلى زيادة درجة حرارة النظام.^[2]

في التفاعلات الطاردة للحرارة ، تأخذ الحرارة الناتجة عن التفاعل شكل موجات كهرومغناطيسية. عندما يتسبب انتقال الإلكترون من مستوى طاقة إلى آخر في إطلاق الضوء ، فإن طاقة هذا الضوء تساوي طاقة استقرار التفاعل الكيميائي (طاقة الرابطة) ، يمكن امتصاص هذا الضوء بواسطة جزيء آخر في الحل لإنتاج اهتزاز جزيئي ، والذي يُظهر فهمنا الكلاسيكي للحرارة ، على النقيض من ذلك عندما يحدث يتم امتصاص طاقة تفاعل ماص للحرارة لوضع إلكترون في مستوى طاقة أعلى حيث يمكن للإلكترون الاتصال مع ذرة أخرى مكونًا مركبًا كيميائيًا ، يتم امتصاص الطاقة الشبكية عن طريق تفاعل ماص للحرارة ، في تفاعل طارد للحرارة ، تكون الطاقة المطلوبة لبدء التفاعل أقل من الطاقة الناتجة ، لذلك توجد طاقة شبكية ناتجة ، وهذا هو الفهم المادي للتفاعلات الطاردة للحرارة والممتصة للحرارة.

أمثلة[عدل]

بعض الأمثلة على التفاعلات الطاردة للحرارة:^[3]

• احتراق الوقود مثل الخشب والفحم والنفط والبترول
• تفاعل الثرمايت
• تفاعل الفلزات القلوية والمعادن الأخرى الحساسة للكهرباء مع الماء
• تكاثف هطول الأمطار من بخار الماء
• امزج الماء مع الأحماض القوية أو القواعد القوية
• خلط الأحماض والقواعد
• تجفيف الكربوهيدرات بحمض الكبريتيك
• الاسمنت والخرسانة
• بعض تفاعلات البلمرة مثل راتنجات الايبوكسي
• تتفاعل معظم المعادن مع الهالوجين أو الأكسجين
• الاندماج النووي في القنابل الهيدروجينية ولب النجوم (بالحديد)
• الانشطار النووي في العناصر الثقيلة

الآثار المترتبة على التفاعلات الكيميائية[عدل]

عادة ما تكون التفاعلات الكيميائية الطاردة للحرارة أكثر تلقائية من التفاعلات الماصة للحرارة.

في تفاعل كيميائي حراري طارد للحرارة ، قد تكون الحرارة نتاج التفاعل.

التناقض بين المصطلحات الحرارية والبيولوجية[عدل]

بسبب حادثة تاريخية ، يواجه الطلاب بعض المشاكل المربكة في مصطلحات الفيزياء وعلم الأحياء. بينما الشروط الحرارية تشير “طاردة للحرارة” و “ماص للحرارة” على التوالي إلى العمليات التي تنتج طاقة حرارية والعمليات التي تمتص الطاقة الحرارية أثناء التواجد في مادة الاحياء يتم عكس الأمر ، حيث في عملية التمثيل الغذائي ، حيث تشير “طاردة للحرارة” و “ماص للحرارة” على التوالي إلى الكائنات الحية التي تعتمد بشكل كبير على الحرارة الخارجية للوصول إلى درجة الحرارة المثالية ، والكائنات الحية التي تنتج الحرارة كعنصر أساسي عند التحكم في درجة حرارة الجسم.

المراجع[عدل]

• بوابة الفيزياء

تم الاسترجاع من «https://en.wikipedia.org/w/index.php؟title=exothermic_process&oldid=60226945»