発熱

• 化学反応や電気回路において、エネルギーが熱として外部に放出され、周囲の温度が上昇する現象。
• 金属と酸の反応、中和反応、燃焼、および電熱線への通電など、さまざまな過程で観察される。
• 物質が内部に蓄えていた化学エネルギーや電気エネルギーが、熱エネルギーに変換されることで生じる。

解説

化学反応に伴う発熱は、反応物の持つエネルギーが生成物の持つエネルギーよりも大きい場合に、その差分が熱として放出されることで起こります。代表的な例として、アルミニウムや亜鉛などの金属を塩酸に加える反応が挙げられます。この際、水素が発生すると同時に試験管の温度が顕著に上昇します。金属の種類によって反応の激しさは異なり、アルミニウムや亜鉛は速やかに発熱しますが、鉄は反応が緩やかで、銅は塩酸と反応しないため発熱も見られません。

また、酸とアルカリが反応して互いの性質を打ち消し合う「中和反応」においても熱が発生します。水酸化ナトリウム水溶液に塩酸を加えていく実験では、完全に中和する点（中和点）に達するまで温度が上がり続けます。このほか、水素が酸素と結びついて水になる「燃焼」も、激しい光と熱を伴う発熱反応の一種です。

電気の分野では、電熱線などの抵抗体に電流を流した際に、電気エネルギーが熱エネルギーに変換されます。発生する熱量は、流れる電流の大きさや通電時間に比例し、温める対象（水など）の量に反比例するという関係があります。このように、発熱は化学変化だけでなく物理的な現象としても広く見られます。