Maddedeki faz değişiklikleri iki temel kategoriye ayrılır: endotermik ve ekzotermik. Ekzotermik, endotermik “iç sıcaklığın” aksine, Yunanca'da “dış ısı” anlamına gelir. Endotermik reaksiyonlar, bir buz küpünün bir sıvıya eritildiği ve sonra buharda kaynadığı gibi yeni kimyasal bağların oluşması için ısıya veya enerjiye ihtiyaç duyar. Ekzotermik reaksiyonlar ise, onları kolaylaştırmak için gerekenden daha fazla enerji üreterek reaksiyonun hemen etrafındaki sıcaklığın yükselmesine neden olur. Bu, bir bulutta yağmur oluştuğunda ve yağmur zeminde buzun içine düştüğünde bile olur.
En açıklayıcı ekzotermik reaksiyonların bazıları alevleri içerir. Maçlar, kamp ateşleri, havai fişekler ve roketler, çeşitli amaçlar için kullanılan enerji üretmek için ekzotermik reaksiyonlar kullanır. Birçoğu ekmek yapmak, çorba pişirmek veya elleri ısıtmak gibi endotermik reaksiyonları kolaylaştırır. Ekzotermik reaksiyonlar sadece ısı yaymaz; genellikle en azından aktivasyon enerjisi olarak adlandırılan bir enerji kaynağı isterler. Ancak ekzotermik reaksiyonlarda, harcanan enerji daima üretilen toplam enerjiden daha az olacaktır; Kıvılcım asla alevden büyük olmayacak.
Diğer ekzotermik reaksiyonların yaşanması daha zordur. Metal üzerinde pas oluştuğunda, bir başka yaygın ekzotermik reaksiyon, işlem tarafından herhangi bir ısının ortaya çıktığı görünmüyor. Bununla birlikte, ısı serbest bırakıldı; birkaç saat içinde, doğru nem, ışık ve sıcaklık koşullarında, demir ve oksijenin karışması demir oksit ve bir modikum ısı üretir.
Bilim adamları, bir faz değişikliği veya kimyasal reaksiyonla ne kadar ısı üretildiğini ölçmek için kalorimetre denilen bir alet kullanırlar. Bu, üretilen sıcaklık değişimini ölçmek için reaksiyonun bir su banyosunda yapılmasını içerir. Sonuçlar verilen bir reaksiyonun endotermik mi yoksa ekzotermik mi olduğunu gösterir.
Kimya öğretmenleri ekzotermik reaksiyonların prensiplerini göstermek için sıklıkla dikkatlice denetlenen birkaç deneyden birini veya birkaçını kullanır. Ders bir eşleşmeyi aydınlatmak ve bir kıvılcımın ısı üretmek için kükürt ve oksijen arasındaki ekzotermik bir reaksiyonu nasıl tutuşturduğunu açıklamak kadar basit olabilir. Yaygın olarak kullanılan başka bir deney, portatif ısıtma paketlerinde de kullanılan bir buz çözücü madde olan su ve kalsiyum klorürün karıştırılmasını ve ardından reaksiyon tarafından üretilen ısı miktarının ölçülmesini içerir.
Birçok adli bilim insanı egzotermik reaksiyonları ayrıntılı olarak incelemektedir. İlk önce çeşitli kimyasal reaksiyonların nasıl oluştuğunu ve ne kadar ısı üretildiğini öğrenmeleri gerekir. Araştırmacılar olarak, bu bilgi bir yangına veya patlamaya neyin neden olduğunu keşfetmeye ve onları gelecekte en iyi nasıl söndüreceğinin belirlenmesine yardımcı olur.
