Endotherm proces

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken

Een endotherm proces is in de thermodynamica een natuurlijk proces waarvoor energie nodig is, in de vorm van warmte. De materie die het proces ondergaat (het "systeem") neemt tijdens het verloop van het proces warmte op uit de omgeving. Voorbeelden van endotherme processen zijn het smelten van waterijs, het oplossen van kaliumchloride in water, of het proces van fotosynthese in planten.

Tijdens een endotherm proces worden deeltjes in een systeem in een nieuwe toestand gebracht, waarin ze meer energie bezitten. De gemiddelde energie van deze deeltjes wordt de enthalpie genoemd. Tijdens een endotherm proces neemt de enthalpie toe. Ondertussen wordt warmte aan de omgeving onttrokken. Tijdens een endotherm proces zal de temperatuur in het systeem en de directe omgeving daarom dalen.

Het tegengestelde van een endotherm proces is een exotherm proces, een proces waarbij energie vrijkomt.

Endotherme processen in de praktijk[bewerken]

Smelten en verdampen[bewerken]

Smelten betekent dat een stof overgaat van een vaste aggregatietoestand naar een vloeibare, zoals wanneer waterijs smelt en omgezet wordt in vloeibaar water. In smeltend ijs gaan watermoleculen van een geordend kristalrooster, waarin ze niet vrij kunnen rond bewegen, over naar een ongeordende toestand waarin ze vrij langs elkaar kunnen bewegen. De energie van de moleculen neemt daarom toe. Zolang het smelten gaande is, zal daarvoor energie aan de omgeving onttrokken moeten worden. Wanneer ijs verhit wordt, zal de temperatuur toenemen tot het smeltpunt bereikt wordt (dit is rond zeeniveau ongeveer bij 0°C). Daarna blijft de temperatuur gelijk tot al het ijs gesmolten is. Dit is omdat alle extra warmte-energie geabsorbeerd wordt bij het overgaan van de deeltjes van de vaste naar de vloeibare toestand.

Ook verdamping is een endotherm proces. De deeltjes gaan over van de vloeibare naar de gasvormige aggregatietoestand, waarin ze zich op veel grotere afstand van elkaar bevinden en met grotere vrijheid kunnen bewegen. Bij het verhitten van water bijvoorbeeld zal wanneer het kookpunt bereikt is de temperatuur niet verder toenemen tot al het water verdampt is. Dit is omdat de toegevoegde energie geabsorbeerd wordt door de watermoleculen.

Chemische reacties[bewerken]

Tijdens chemische reacties worden verbindingen in moleculen verbroken en nieuwe verbindingen gevormd. Bij het vormen van een verbinding wordt energie afgestaan: de enthalpie neemt af. Om een verbinding te verbreken is energie nodig: de enthalpie neemt toe. Als de verbindingen die tijdens de reactie vormen minder energie opleveren dan het verbreken van andere verbindingen kost, is sprake van een endotherme reactie. Ontledingsreacties, reacties waarbij kleinere moleculen uit grotere ontstaan (minder verbindingen gevormd worden dan verbroken), zijn meestal endotherm van aard.

De enthalpie van de reactieproducten zal na een endotherme reactie hoger zijn dan voor de reactie. Bij omkeerbare reacties is het verschil in enthalpie het tegengestelde van de omgekeerde reactie. Voor elke omkeerbare endotherme reactie geldt dat het omgekeerde proces een exotherme reactie is. Om de omgekeerde reactie te laten beginnen is normaal gesproken echter een kleinere activeringsenergie nodig. De reactieproducten van een endotherme reactie zijn daarom stabieler dan de reactanten.

Thermodynamica[bewerken]

Volgens de wetten van de thermodynamica kan een endotherm proces alleen verlopen als er daarbij zoveel entropie vrijkomt dat de vrije energie van de producten toch lager is dan die van de uitgangssituatie.

Binnen de biologie worden dieren die zelf hun lichaamswarmte kunnen opwekken ook endotherm genoemd. Het woord is dan een synoniem voor warmbloedig.

Zie ook[bewerken]