흡열

흡열 (吸熱, endothermic)은 어떤 계(系)가 외부로부터 열에너지를 흡수하는 현상 또는 반응을 의미한다. 화학 반응의 경우, 흡열 반응은 반응물이 생성물로 변환될 때 에너지를 필요로 하므로, 주변 환경의 온도를 낮추는 결과를 초래한다.

개요

흡열 과정은 발열 과정(exothermic)과 반대되는 개념이다. 발열 반응은 열을 방출하여 주변 온도를 높이는 반면, 흡열 반응은 열을 흡수하여 주변 온도를 낮춘다. 흡열 반응의 엔탈피 변화(ΔH)는 양수(+) 값을 가진다. 이는 반응이 진행됨에 따라 계의 에너지가 증가했음을 나타낸다.

예시

일상생활에서 찾아볼 수 있는 흡열 반응의 예시는 다음과 같다.

• 광합성: 식물이 빛 에너지를 흡수하여 이산화탄소와 물로부터 포도당과 산소를 생성하는 과정이다.
• 물질의 상태 변화: 고체가 액체로 녹거나 액체가 기체로 증발하는 과정은 외부로부터 열을 흡수해야 일어난다. 예를 들어, 얼음이 녹아 물이 되는 과정은 흡열 과정이다.
• 질산암모늄의 용해: 질산암모늄을 물에 녹이면 물의 온도가 내려가는 현상은 질산암모늄이 용해되면서 열을 흡수하기 때문이다.
• 열 냉각 팩: 일부 냉각 팩은 흡열 반응을 이용하여 즉각적인 냉각 효과를 제공한다.

열역학적 관점

열역학적으로 흡열 과정은 계의 내부 에너지를 증가시키는 데 기여한다. 열역학 제1법칙에 따르면, 계의 내부 에너지 변화(ΔU)는 계가 흡수한 열(Q)과 계가 받은 일(W)의 합과 같다. 흡열 과정에서는 Q가 양수 값을 가지므로, ΔU가 증가한다.

화학 반응에서의 흡열

화학 반응에서 흡열 반응은 결합을 끊는 데 필요한 에너지가 새로운 결합을 형성하면서 방출되는 에너지보다 클 때 발생한다. 이러한 반응은 일반적으로 높은 온도에서 더 잘 일어난다.

같이 보기

• 발열 반응 (Exothermic reaction)
• 엔탈피 (Enthalpy)
• 열역학 (Thermodynamics)