発熱過程

熱力学において、発熱過程（古代ギリシャ語のέξω ( éxō ) 「外向き」とθερμικός ( thermikós ) 「熱的」に由来）^{[ 1 ]}は、系から周囲にエネルギーを放出する熱力学的過程または反応であり、^{[ 2 ]}通常は熱の形であるが、光（火花、炎、閃光など）、電気（電池など）、音（水素燃焼時に聞こえる爆発音など）の形をとることもある。発熱という用語は、19 世紀のフランスの化学者マルセラン・ベルテロによって造語された。^{[ 3 ]}  

発熱過程の反対は吸熱過程であり、通常は熱の形でエネルギーを吸収する過程である。^{[ 2 ]} この概念は、化学結合エネルギーが熱エネルギー（熱）に変換される化学反応に物理科学で頻繁に適用される。

発熱反応と吸熱反応は、自然界に見られる2種類の化学反応またはシステムを表すもので、以下のとおりです。

発熱反応とは、閉鎖系が周囲にエネルギー（熱）を放出する変化を指し、次のように表される。

${\displaystyle Q>0.}$

変換が一定圧力下で電気エネルギーの交換なしに起こる場合、熱量Q はエンタルピー変化に等しくなります。

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

体積が一定の場合、熱力学第一法則によれば、内部エネルギー（U）の変化に等しくなります。

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

断熱系（つまり、周囲と熱交換しない系）では、本来発熱過程であるはずの過程が系の温度上昇をもたらす。^{[ 11 ]}

発熱化学反応では、反応によって放出される熱は、電磁エネルギーまたは分子の運動エネルギーの形をとります。 ^{[ 12 ]}電子が1つの量子エネルギー準位から別の量子エネルギー準位に遷移すると、光が放出されます。この光は、化学反応のエネルギーの安定化エネルギーの一部、つまり結合エネルギーとエネルギー的に等しくなります。放出されたこの光は、溶液中の他の分子に吸収されて分子の並進運動と回転運動を引き起こし、これが古典的な熱の理解につながります。発熱反応では、活性化エネルギー（反応を開始するために必要なエネルギー）は、その後に放出されるエネルギーよりも小さいため、正味のエネルギー放出があります。^{[ 13 ]}

発熱反応の例としては、次のものがあります。^{[ 14 ]}

• 木材、石炭、石油などの燃料の燃焼​
• テルミット反応^{[ 15 ]}
• アルカリ金属およびその他の電気陽性度の高い金属と水との反応
• 水蒸気からの雨の凝結
• 水と強酸または強塩基を混ぜる
• 酸と塩基の反応
• 硫酸による炭水化物の脱水
• セメントとコンクリートの硬化
• エポキシ樹脂の硬化などの重合反応
• ほとんどの金属とハロゲンまたは酸素との反応
• 水素爆弾や恒星の中心部における核融合（鉄への変換）
• 重元素の核分裂
• 亜鉛と塩酸の反応
• 呼吸（細胞内でグルコースを分解してエネルギーを放出する過程）

化学的な発熱反応は、一般的に吸熱反応よりも自発的である。^{[ 16 ]}

発熱反応である熱化学反応では、熱は反応生成物の中に含まれる場合がある。

• 簡単な実験で発熱反応を観察する（ 2006年5月22日にWayback Machineにアーカイブ済み）