واکنش‌ها و انرژی
بعضی از ورزشکاران وقتی پایشان ضرب می‌بیند، کیسه‌ای پلاستیکی را فشار می‌دهند و روی پا می‌گذارند. کیسه چند ثانیه بعد مثلِ یخ سرد می‌شود، بی‌آنکه در یخچال بوده باشد. در سفرهای کوهستانی هم کیسه‌های کوچکی هست که با باز کردنِ بسته‌بندی، چند ساعت گرم می‌مانند و دست‌ها را گرم نگه می‌دارند. این کیسه‌ها گرما و سرما را از کجا می‌آورند؟
انرژیِ پنهان در مواد
پارسال دیدیم که مواد انرژیِ شیمیایی دارند: انرژی‌ای که در خودِ ماده ذخیره شده است، مثلِ انرژیِ گاز، چوب یا غذا. در یک واکنشِ شیمیایی، واکنش‌دهنده‌ها به فراورده‌ها تبدیل می‌شوند و مقدارِ انرژیِ شیمیاییِ فراورده‌ها با واکنش‌دهنده‌ها یکی نیست. این تفاوت باید جایی برود یا از جایی بیاید.
گرماده: انرژی بیرون می‌آید
اگر انرژیِ شیمیاییِ فراورده‌ها کم‌تر باشد، بخشی از انرژی آزاد می‌شود؛ معمولاً به شکلِ گرما و گاهی نور. چنین واکنشی گرماده است و اطرافش را گرم می‌کند. سوختنِ گاز و چوب، کیسه‌های گرم‌کنِ دست (که در آن‌ها پودرِ آهن به‌سرعت با اکسیژنِ هوا ترکیب می‌شود) و حتی تبدیلِ غذا به انرژی در بدنِ ما گرماده‌اند. گرمای بدنِ شما از همین واکنش‌هاست.
گرماگیر: انرژی گرفته می‌شود
در بعضی واکنش‌ها برعکس است: فراورده‌ها انرژیِ بیشتری از واکنش‌دهنده‌ها دارند. این انرژیِ اضافه از اطراف گرفته می‌شود و اطراف سرد می‌شود. چنین واکنشی گرماگیر است. کیسه‌ی سردکننده‌ی ورزشکاران همین‌طور کار می‌کند. پختنِ غذا هم گرماگیر است: تا گرما به آن ندهیم، تخم‌مرغ نمی‌پزد. فتوسنتز هم انرژی را از نورِ خورشید می‌گیرد و در قند ذخیره می‌کند.
چطور بفهمیم؟
ساده‌ترین راه، دماسنج است. دمای مواد را پیش از واکنش اندازه می‌گیریم و بعد از آن دوباره. اگر دما بالا رفت، واکنش گرماده است؛ اگر پایین آمد، گرماگیر. باید مراقب باشیم که تغییرِ دما از خودِ واکنش باشد، نه از گرمای دستِ ما یا هوای اتاق.
در خانه امتحان کنید
با کمک یک بزرگ‌تر:
- نصفِ لیوان سرکه در یک لیوانِ پلاستیکی بریزید و اگر دماسنجِ آشپزخانه دارید، دمایش را بخوانید.
- یک قاشق جوش‌شیرین در آن بریزید و آرام هم بزنید. (کفِ زیادی درست می‌شود، لیوان را در یک سینی بگذارید.)
- دوباره دما را بخوانید، یا اگر دماسنج ندارید، بیرونِ لیوان را با دست لمس کنید. گرم‌تر شد یا سردتر؟
- این واکنش گرماده است یا گرماگیر؟
واژه‌های این درس
- انرژیِ شیمیایی - انرژیِ ذخیره‌شده در مواد که در واکنش‌ها آزاد یا مصرف می‌شود.
- واکنشِ گرماده - واکنشی که انرژی آزاد می‌کند و اطرافش را گرم می‌کند.
- واکنشِ گرماگیر - واکنشی که انرژی می‌گیرد و اطرافش را سرد می‌کند.
ایده‌ی اصلی
در هر واکنشِ شیمیایی انرژیِ شیمیایی تغییر می‌کند. در واکنشِ گرماده انرژی بیرون می‌آید و اطراف گرم می‌شود؛ در واکنشِ گرماگیر انرژی گرفته می‌شود و اطراف سرد می‌شود.