Energia nei Fenomeni Fisici: Esotermicità ed Endotermicità

I fenomeni fisici sono intrinsecamente legati all’energia e al suo scambio nell’ambiente. Nel contesto del trasferimento energetico, i concetti di endotermicità ed esotermicità hanno un ruolo chiave. Si consideri la legge di conservazione dell’energia, che implica la costanza dell’energia totale nell’universo. In questa sede, per “universo” intendiamo il sistema in esame, che può essere un oggetto materiale o una specifica area dello spazio, e l’ambiente che lo circonda.

La maggior parte dei fenomeni fisici comporta uno scambio energetico tra il sistema e il suo ambiente: se il sistema cede energia, l’ambiente la assorbe; l’inverso accade quando il sistema riceve energia dall’ambiente.

La Natura dei Processi Endotermici

I processi di tipo endotermico sono caratterizzati dall’assorbimento di energia termica da parte del sistema dall’ambiente. Questo assorbimento si verifica in numerosi cambiamenti di stato che comportano un incremento dell’entalpia, indicato con “ΔH > 0”.

Uno scenario tipico di endotermicità si verifica quando il ghiaccio (stato solido di H₂O) si trasforma in acqua (stato liquido), assorbendo calore:
H₂O_(s) → H₂O_(l)

In egual misura, l’ebollizione è un fenomeno endotermico in cui l’acqua passa da liquido a vapore:
H₂O_(l) → H₂O_(g)

La sublimazione rappresenta un altro tipico esempio di processo endotermico e si riferisce al trasferimento diretto dalla fase solida a quella gassosa, come nel caso dell’anidride carbonica:
CO_2(s) → CO_2(g)

Allo stesso modo, il distacco dell’acqua di idratazione dai sali idrati rappresenta un ulteriore esempio di processo endotermico:
CuSO₄∙ 5 H₂O → CuSO₄ + 5 H₂O

Esplorazione dei Processi Esotermici

Al contrario, i processi fisici esotermici si verificano quando il calore viene rilasciato dal sistema all’ambiente, il che porta a una diminuzione dell’entalpia, indicata con “ΔH < 0". Sono esempi di fenomeni esotermici la condensazione (vapore che diventa liquido), la solidificazione (liquido che diventa solido) e la formazione di brina (gas a solido).

In conclusione, sia endotermicità che esotermicità sono fondamentali per comprendere e descrivere i meccanismi di trasferimento termico tra un sistema e il suo ambiente nelle trasformazioni fisiche.