吸熱過程

在熱化學中，吸熱過程（來自希臘語 ἔνδον (endon)，意即：「在……里」,和 θερμ- (therm)，意即：「熱」 ）是系統的焓H（或內能U）增加的任何熱力學過程。 在這樣的過程中，封閉系統通常從其周圍吸收熱能，這就是熱量傳遞到系統中。因此，吸熱反應通常會導致系統溫度升高和環境溫度降低。它可能是一個化學過程，例如溶解硝酸銨（NH
4NO
3 )水溶液(H
2O) 或物理過程，例如冰塊的融化。

該術語由 19 世紀法國化學家馬賽蘭·貝特洛創造。與吸熱過程相反的是放熱過程，它釋放或「釋放」能量，通常以熱的形式存在，有時以電能的形式存在。因此，在每個術語（吸熱和放熱）中，前綴指的是過程發生時熱量（或電能）的去向。

化學中的應用

由於在各種過程（狀態變化、化學反應）中鍵斷裂和形成，通常會發生能量變化。如果形成鍵的能量大於斷裂鍵的能量，則能量被釋放。這被稱為放熱反應。但是，如果打破鍵所需的能量多於釋放的能量，則能量會被吸收。因此，它是一個吸熱反應。

細節

一個過程能否自發發生不僅取決於焓變，還取決於熵變（ ∆S ）和絕對溫度T。如果某個過程在特定溫度下是自發過程，則產物的吉布斯自由能G = H – TS低於反應物（放能過程）， 即使產物的焓更高。因此，吸熱過程通常需要系統中有利的熵增加( ∆S > 0 )，以克服不利的焓增加，以便仍然∆G < 0 。雖然吸熱相變到更無序的更高熵狀態（例如熔化和汽化）很常見，但在中等溫度下的自發化學過程很少吸熱。在假設的強吸熱過程中，焓增加∆H ≫ 0通常導致∆G = ∆H – T∆S > 0 ，這意味着該過程不會發生（除非由電能或光子能驅動）。吸熱和放能過程的一個例子是

${\ce {C6H12O6 + 6 H2O -> 12 H2 + 6 CO2}}$

$\Delta _{r}H^{\circ }=+627\ {\text{kJ/mol}},\quad \Delta _{r}G^{\circ }=-31\ {\text{kJ/mol}}$

例子

• 蒸發
• 昇華
• 烷烴的裂解
• 熱裂解
• 水解
• 恆星核心中比鎳重的元素的核合成
• 高能中子可以在吸熱過程中從鋰-7中產生氚，消耗 2.466 MeV 。這是在 1954 年Castle Bravo核試驗產生出乎意料的高當量時發現的。
• 超新星中比鐵重的元素的核聚變
• 氫氧化鋇和氯化銨溶解在一起
• 將檸檬酸和小蘇打溶解在一起