발열공정

열역학에서 발열 과정(exo- : "outside")이라는 용어는 일반적으로 열의 형태로 시스템으로부터 에너지를 방출하지만 빛의 형태(예: 스파크, 불꽃 또는 플래시), 전기(예: 배터리) 또는 소리(예: 수소를 연소할 때 들리는 폭발)로 에너지를 방출하는 과정이나 반응을 설명한다. 그것의 어원은 그리스어 접두사 έωω(exo, '밖'을 뜻하는 단어)와 그리스어 θε wordμεμςςς ((thermikόs, '열'을 의미하는 단어)에서 유래한다.^[1] 발열이라는 용어는 마르첼린 베르텔롯에 의해 처음 만들어졌다.

발열과정의 반대는 내열 과정으로, 보통 열의 형태로 에너지를 흡수하는 과정이다. 이 개념은 화학 결합 에너지가 열 에너지(열)로 변환되는 화학 반응에 물리 과학에서 자주 적용된다.

화학 반응의 두 가지

발열성 및 내열성은 자연에서 발견되는 두 가지 유형의 화학 반응 또는 시스템을 다음과 같이 설명한다.

발열성

발열반응 후, 반응을 시작하고 유지하기 위해 흡수된 에너지보다 더 많은 에너지가 주변으로 방출되었다. 예를 들어, 연소에 의해 생성된 칼로리의 합계(주변의 복사난방과 뜨거운 CO와₂ 수증기로 전환되는 연료(왁스) 자체의 온도 증가를 포함하여 생성된 가시광선을 살펴봄으로써 발견됨)가 초기에 리에 흡수된 칼로리의 수를 초과하는 양초가 그 예가 될 것이다.불꽃과 불꽃 속에서 자신을 유지하는 것(일부 에너지는 재흡수되어 녹는 데 사용되며, 왁스를 증발시키는 것 등) 그러나 상대적으로 약한 산소의 이중 결합을 CO와₂ HO에서₂ 더 강한 결합으로 변환하는 데 방출되는 에너지에 의해 훨씬 능가된다.

내열성

내열반응이나 시스템에서 에너지는 반응 과정에서 주변으로부터 흡수되며, 보통 시스템의 엔트로피 증가가 유리하게 작용한다. 내열반응의 한 예로 응급처치 콜드팩을 들 수 있는데, 두 화학물질의 반응, 즉 다른 화학물질의 분해는 주위로부터 칼로리를 필요로 하고, 그 반응은 주머니와 주변으로부터 열을 흡수하여 주머니를 식혀준다. 광합성에 의한 목재의^{[clarification needed]} 생산은 내열작용이다: 나무는 태양으로부터 복사 에너지를 흡수하여 CO와₂ HO를₂ 분해하고 원자를 재조합하여 셀룰로오스 및 기타 유기화학물질을 생산하는₂ 것과 같은 내열반응에 사용한다. 목재는 나중에 벽난로에서 태워질 수 있으며, 열과 빛의 형태로 O의₂^[2] 에너지를 예를 들어 가정 내부로 방출할 수 있다.

에너지 방출

발열은 폐쇄된 시스템이 에너지(열)를 주변 환경에 방출하는 변환을 말하며, 다음과 같이 표현된다.

Q < 0.

전기 에너지 교환 없이 일정한 압력에서 변환이 발생하는 경우, 열 Q는 엔탈피 변화와 동일하다.

∆H < 0,^[3]

일정한 부피에 있을 때, 열역학 제1법칙에 따르면, 그것은 내부 에너지 변화, 즉 에너지 변화와 동일하다.

∆U = Q + 0 < 0.

단열 시스템(즉, 주변과 열을 교환하지 않는 시스템)에서는 다른 발열 과정이 시스템의 온도를 증가시킨다.^{[4][page needed]}

발열 화학 반응에서 그 반응에 의해 방출되는 열은 분자의 전자기 에너지 또는 운동에너지의 형태를 취한다. 한 양자 에너지 수준에서 다른 양자 에너지 수준으로 전자가 이동하면 빛이 방출된다. 이 빛은 화학 반응, 즉 본드 에너지와 같은 에너지의 안정화 에너지에 상당한다. 방출되는 이 빛은 다른 분자에 의해 용액에 흡수되어 분자 번역과 회전을 일으킬 수 있으며, 이는 열에 대한 고전적인 이해를 불러일으킨다. 발열반응에서 반응을 시작하는 데 필요한 에너지는 이후 방출되는 에너지보다 적기 때문에 에너지의 순방출이 있다.

예

발열 프로세스의 몇 가지 예는 다음과 같다.^[5]

• 목재, 석탄, 석유/석유 등의 연료 연소
• 써마이트 반응^[6]

• 알칼리 금속 및 기타 고도로 전기성이 높은 금속의 물과 반응
• 수증기로 인한 비의 응축
• 물과 강한 산 또는 강한 염기 혼합
• 산과 염기의 반응
• 황산에 의한 탄수화물 탈수증
• 시멘트 및 콘크리트의 설정
• 에폭시 수지 설정과 같은 일부 중합반응
• 할로겐이나 산소를 이용한 대부분의 금속의 반응
• 수소 폭탄 및 항성 중심부의 핵융합(철로 연결)
• 무거운 원소의 핵분열
• 아연과 염산의 반응
• 호흡(세포의 에너지를 방출하기 위해 포도당을 분해)

화학 반응에 대한 의미

화학적 발열반응은 일반적으로 발열반응인 내열반응보다 더 내열반응이다.

발열성이 있는 열화학반응에서 열은 반응의 산물들 사이에 나열될 수 있다.

참고 항목

참조

외부 링크

무료 사전인 Wiktionary에서 발열성을 찾아 보십시오.

• http://chemistry.about.com/b/a/184556.htm 간단한 실험에서 발열반응 관찰