Proceso exotérmico

En termodinámica , un proceso exotérmico ( del griego antiguo έξω ( éxō ) ' hacia afuera ' y θερμικός ( thermikós ) ' térmico ' ) ^{[ 1 ]} es un proceso o reacción termodinámica que libera energía del sistema a su entorno , ^{[ 2 ]} generalmente en forma de calor , pero también en forma de luz (por ejemplo, una chispa, una llama o un destello), electricidad (por ejemplo, una batería) o sonido (por ejemplo, la explosión que se escucha al quemar hidrógeno). El término exotérmico fue acuñado por el químico francés del siglo XIX Marcellin Berthelot . ^{[ 3 ]}  

Lo opuesto a un proceso exotérmico es un proceso endotérmico , que absorbe energía, generalmente en forma de calor. ^{[ 2 ]} Este concepto se aplica frecuentemente en las ciencias físicas a las reacciones químicas donde la energía de los enlaces químicos se convierte en energía térmica (calor).

Los términos exotérmico y endotérmico describen dos tipos de reacciones o sistemas químicos que se encuentran en la naturaleza, como se indica a continuación:

Exotérmico se refiere a una transformación en la que un sistema cerrado libera energía (calor) al entorno, expresada por

${\displaystyle Q>0.}$

Cuando la transformación ocurre a presión constante y sin intercambio de energía eléctrica , el calor Q es igual al cambio de entalpía , es decir

${\displaystyle \Delta H<0,}$^{[ 10 ]}

Mientras que a volumen constante , según la primera ley de la termodinámica, es igual al cambio de energía interna ( U ), es decir

${\displaystyle \Delta U=Q+0>0.}$

En un sistema adiabático (es decir, un sistema que no intercambia calor con el entorno), un proceso que de otro modo sería exotérmico produce un aumento de la temperatura del sistema. ^{[ 11 ]}

En las reacciones químicas exotérmicas, el calor liberado por la reacción se manifiesta como energía electromagnética o energía cinética de las moléculas. ^{[ 12 ]} La transición de electrones de un nivel de energía cuántica a otro provoca la liberación de luz. Esta luz tiene una energía equivalente a parte de la energía de estabilización de la reacción química, es decir, la energía de enlace . Esta luz liberada puede ser absorbida por otras moléculas en solución , dando lugar a traslaciones y rotaciones moleculares, lo que constituye la comprensión clásica del calor. En una reacción exotérmica, la energía de activación (energía necesaria para iniciar la reacción) es menor que la energía liberada posteriormente, por lo que se produce una liberación neta de energía. ^{[ 13 ]}

Algunos ejemplos de procesos exotérmicos son: ^{[ 14 ]}

• Combustión de combustibles como madera , carbón y petróleo .​
• La reacción termita ^{[ 15 ]}
• La reacción de los metales alcalinos y otros metales altamente electropositivos con el agua.
• Condensación de la lluvia a partir del vapor de agua
• Mezclar agua con ácidos fuertes o bases fuertes.
• La reacción de ácidos y bases
• Deshidratación de carbohidratos con ácido sulfúrico
• El fraguado del cemento y el hormigón.
• Algunas reacciones de polimerización , como el fraguado de la resina epoxi,
• La reacción de la mayoría de los metales con halógenos u oxígeno.
• Fusión nuclear en bombas de hidrógeno y en núcleos estelares (para formar hierro)
• Fisión nuclear de elementos pesados
• La reacción entre el zinc y el ácido clorhídrico
• Respiración (descomposición de la glucosa para liberar energía en las células)

Las reacciones químicas exotérmicas son generalmente más espontáneas que sus contrapartes, las reacciones endotérmicas . ^{[ 16 ]}

En una reacción termoquímica exotérmica, el calor puede figurar entre los productos de la reacción.

• Observa reacciones exotérmicas en un experimento sencillo. Archivado el 22/05/2006 en Wayback Machine.