# Processo exotérmico

Na termodinâmica, um processo exotérmico (do grego antigo έξω (éxō) "para fora" e θερμικός (thermikós) "térmico") é um processo ou reação termodinâmica que libera energia do sistema para o ambiente, geralmente na forma de calor, mas também na forma de luz (por exemplo, faísca, chama ou lampejo), eletricidade (por exemplo, uma bateria) ou som (por exemplo, a explosão ouvida ao queimar hidrogênio). O termo exotérmico foi cunhado pela primeira vez pelo químico francês do século XIX Marcellin Berthelot.
O oposto de um processo exotérmico é um processo endotérmico, que absorve energia, geralmente na forma de calor. O conceito é frequentemente aplicado nas ciências físicas a reações químicas em que a energia da ligação química é convertida em energia térmica (calor).

## Dois tipos de reações químicas

Exotérmico e endotérmico descrevem dois tipos de reações químicas ou sistemas encontrados na natureza, como segue:

### Exotérmica

Uma reação exotérmica ocorre quando o calor é liberado para o ambiente. Segundo a IUPAC, uma reação exotérmica é "uma reação para a qual a mudança geral de entalpia padrão ΔH⚬ é negativa". Alguns exemplos de processos exotérmicos são a combustão, a condensação e a fissão nuclear, usada em usinas nucleares para liberar grandes quantidades de energia.

### Endotérmica

Em uma reação ou processo endotérmico, a energia é retirada do ambiente no decorrer da reação, geralmente impulsionada por um aumento favorável de entropia no sistema. Um exemplo de reação endotérmica é uma bolsa térmica de primeiros socorros, na qual a reação de dois produtos químicos, ou a dissolução de um em outro, requer calorias do ambiente, e a reação resfria a bolsa e o ambiente ao absorver o calor deles.
A fotossíntese, processo que permite que as plantas convertam o dióxido de carbono e a água em açúcar e oxigênio, é um processo endotérmico: as plantas absorvem a energia radiante do sol e a utilizam em um processo endotérmico, de outra forma não espontâneo. A energia química armazenada pode ser liberada pelo processo inverso (espontâneo): a combustão do açúcar, que gera dióxido de carbono, água e calor (energia radiante).

## Liberação de energia

Exotérmica refere-se a uma transformação na qual um sistema fechado libera energia (calor) para o ambiente, expressa por
    $Q>0.$
Quando a transformação ocorre a pressão constante e sem troca de energia elétrica, o calor Q é igual à mudança de entalpia, ou seja
    $\Delta H<0,$
enquanto, em volume constante, de acordo com a primeira lei da termodinâmica, é igual à mudança de energia interna (U), ou seja
    $\Delta U=Q+0>0.$
Em um sistema adiabático (ou seja, um sistema que não troca calor com o ambiente), um processo exotérmico resulta em um aumento na temperatura do sistema.
Nas reações químicas exotérmicas, o calor liberado pela reação assume a forma de energia eletromagnética ou energia cinética das moléculas. A transição dos elétrons de um nível de energia quântica para outro, causa a liberação de luz. Essa luz é equivalente em energia a parte da energia de estabilização da energia para a reação química, ou seja, a energia de ligação. Essa luz liberada pode ser absorvida por outras moléculas em solução para dar origem a translações e rotações moleculares, o que dá origem ao entendimento clássico de calor. Em uma reação exotérmica, a energia de ativação (energia necessária para iniciar a reação) é menor do que a energia liberada posteriormente, portanto, há uma liberação líquida de energia.

## Exemplos

Alguns exemplos de processos exotérmicos são:
* Combustão de materiais como madeira, carvão e óleo/petróleo
* A reação de termite
* A reação de metais alcalinos e outros metais altamente eletropositivos com água
* Condensação da chuva a partir do vapor de água
* Mistura de água e ácidos fortes ou bases fortes
* A reação de ácidos e bases
* Desidratação de carboidratos por ácido sulfúrico
* O endurecimento do cimento e do concreto
* Algumas reações de polimerização, como o endurecimento da resina epóxi
* A reação da maioria dos metais com halogênios ou oxigênio
* Fusão nuclear em bombas de hidrogênio e em núcleos estelares (para ferro)
* Fissão nuclear de elementos pesados
* A reação entre o zinco e o ácido clorídrico
* Respiração (quebra da glicose para liberar energia nas células)

## Implicações para reações químicas

As reações químicas exotérmicas são geralmente mais espontâneas do que suas contrapartes, as reações endotérmicas.
Em uma reação termoquímica que é exotérmica, o calor pode ser listado entre os produtos da reação.