Теперь Кью работает в режиме чтения

Мы сохранили весь контент, но добавить что-то новое уже нельзя

При каких реакциях в химии побочным действием является не тепло, а очень низкая температура?

ХимияТемператураХолод
Динозавр
  · 3,9 K
Студент химик-технолог без регалий.  · 23 мар 2018

Давайте попробуем разобраться. Честно,  вопрос поставил меня в тупик, но я расскажу то, что знаю. (Интересен ваш комментарий в шапке вопроса про планету). Рекомендую сначала посмотреть два последних абзаца, потому что весь длиннопост читать нет большого смысла, если вы ищите подобные реакции.

Во-первых, давайте разбираться с терменологией, холод не выделяется - холод для нас, людей, результат поглащения объектами нашего тепла. Например, воздух вокруг льда кажется нам холодным, потому что лёд забирает из окружающего воздуха тепло, а тот (воздух), в свою очередь, забирает тепло у нас. Все во вселенной (как громко сказанно) стремится к равенстве температур, вот и лёд с воздухом и нашей рукой тоже хотят быть в равновесии.

Во-вторых, когда мы говорим о космосе, или просто глубоком вакууме (помните, что в межзвездном пространстве очень-очень глубокий вакуум), температура, какой ее представляет себе обычный человек (не естественнонаучник) не имеет смысла, потому что там она не существует по определению. Температура - условно говоря, мера  скорости колебания молекул  или атомов; в вакууме, как мы знаем вещества нет, а соответственно нет и молекул. Тут возникает резонный вопрос "Получается, что в космосе не холодно?" Холодно, даже очень холодно, но не из-за температуры окружающей среды.

Существует 3 способа теплопередачи :

  1. Теплопроводность
  2. Конвекция
  3. Излучение
      Первые два вида теплопередачи справедливы только в среде вещества. Излучение - вид теплопередачи посредством испуская электромагнитного излучения. Следует сказать, что все тела излучают тепло в виде теплового излучения, вне зависимости от их температуры, не излучают только абсолютно холодные тела (вещество при температуре -273,15 градусов по Цельсию). Когда вы сидите в комнате, то вы излучаете тепло в инфракрасном диапазоне, излучаете постоянно, теряете тепло с поверхности всего вашего тела постоянно. Однако в комнате есть спасительный воздух который экранирует часть вашего же излучения на вас. В космосе же вам будет холодно от того, что вы потеряете все свое тепло через излучение и воздух вас спасти не сможет.

Настало время самой занудной части повествования. Вы верно слышали, что существует некое реликтовое излучение, самое холодное излучение во всем космосе. Температура этого излучения порядка -270 градуса по Цельсию или 2 с хвостиком по Кельвину. Так вот, не бывает у излучения температуры, излучение -способ передачи тепла, а тепло изменяет температуру. Но и сказать, что реликтовое излучение не имеет температуры 2,7 по Кельвину тоже ложь. А дело вот в чем...

  • С детства мы знаем, что белая футболка лучше отражает солнечный  свет (а солнечный свет и есть излучение), в жаркий день в белой футболке приятнее. Черные тела испускают излучение  лучше всех остальных тел любого цвета. Есть такой закон, чем лучше излучение забираешь, тем лучше отдаешь (это закон Кхиргофа).
  • Есть ещё и закон Стефана-Больцмана, он гласит, что плотность излучения абсолютно черного тела (то есть тела, которое идеально отдает тепло) пропорционально четвертой степени его температуры.
      Из двух данных законов следует вывод, что для любого электромагнитного излучения, опираясь на его характеристики, можно по закону Стефана-Больцмана найти его эквивалент температуры абсолютно черного тела. Вот и получается, что абсолютно чёрное тело при температуре 2,7 по Кельвину будет испускать реликтовое излучение.

Наконец-то ближе к планетам. Наша Мать-Земля тоже испускает электромагнитное излучение и по закону, мною замученных Йозефа Стефана и Людвига Больцама, получается, что эквивалентная температура этого излучения 249 по Кельвину (-27 по Цельсию). Относительно 5 778 по Кельвину для Солнца можно назвать нашу планету источником холода. Думаю, что у объектов вроде Меркурия или Плутона эквивалентная температура излучения будет гораздо меньше земной.

Теперь, что касается химических реакций. Может быть вам будет интересно узнать, что простое растворение поваренной соли в воде - процесс эндотермический, то есть на растворение NaCl расходуется внутренняя энергия воды, что влечет за собой уменьшение ее температуры. И напротив, например, растворение серной кислоты, равно как и гидроксида натрия, вызывает очень сильный разогрев раствора. Когда тепло выделяется, то мы называем процесс экзотермическим. 

К сожалению мне не знакомы реакции, которые способны чудовищным образом уменьшить температуру. Потому как если реакция будет требовать большого количества тепла, то в какой-то момент времени она просто перестанет идти, нужно будет подводить тепло, только тогда реакция продолжится.

Простой учитель химии  · 25 мар 2018

Насколько низкая? Есть, например, гипотермические пакеты, в которых используется процесс растворения аммиачной селитры в воде. Температура при этом понижается градусов на 15. Но растворения - не химический, а физико-химический процесс, если быть до конца точным.

Хотелось бы чего-нибудь простенького- как реакция горения. Чиркнул спичкой и выделил тепло. Может есть такой же... Читать дальше