Eksotermisyys

Eksotermisyys on termodynaaminen käsite, joka kuvaa prosesseja, joissa lämpöenergia siirtyy systeemin ulkopuolelle ympäristöön. Lämpö vapautuu tällöin prosessin aikana, mikä usein näkyy ympäristön lämpötilan nousuna. Eksoterminen reaktio tai prosessi merkitään entalpiamuutoksella ΔH < 0.

Tärkein näkökohta on entalpiamuutoksen signi, ei ainoastaan energiaa, joka systeemi menettää. Esimerkiksi palaminen, kuten metaanin palaminen hapen kanssa, sekä neutraloitumisreaktiot (esimerkiksi HCl:n ja NaOH:n reaktio) ovat tyypillisiä eksotermisiä prosesseja. Myös joidenkin aineiden vesien tai kaasujen kondensoituminen sekä kiteytyminen voivat olla eksotermisiä.

Eksotermisyyttä voidaan havainnoida kalorimetrisesti: lämpö poistuu järjestelmästä ja siirtyy ympäristöön, jolloin lämpömittari tai kalorimetri havaitsee lämpötilan nousun ympäristössä tai lämpötilan muutoksen, kun järjestelmä viilenee.

Eksotermisyys eroaa endotermisyydestä: endoterminen prosessi tarvitsee lämpöä ympäristöstä ΔH > 0. On myös huomattava, että eksotermisyys ei yksin määrittele reaktion spontaneisuutta; lämpöenergian vapautuminen voi esiintyä sekäspontaanissa että ei-spontaanissa reaktiossa riippuen muista termodynaamisista tekijöistä, kuten entropiasta ja Gibbsin energiasta.

Käytännössä eksotermisyydellä on merkitystä sekä turvallisuudessa että teollisuudessa: lämpöä vapauttavat reaktiot voidaan tarvita esimerkiksi käsin lämmityksissä tai syötinä, mutta ne voivat myös aiheuttaa ylikuumenemisen ja palovaaran, jos niitä ei hallita.