Som en form av energi påverkar värme nästan varje kemisk process. Det kan initiera reaktioner, upprätthålla dem och diktera deras hastighet och riktning.
Reaktioner kräver ofta en första inmatning av värme - tänk på en lägereld som behöver en tändsticka för att antändas. När de väl har startat frigör vissa reaktioner värme, medan andra absorberar den. Balansen mellan värmeabsorption och frigöring avgör om en reaktion fortsätter framåt eller bakåt.
Exotermiska reaktioner, såsom förbränning av kol, rostbildning eller krutdetonation, avger värme och höjer den omgivande temperaturen. Endotermiska reaktioner, som syntesen av kväveoxid från kväve och syre, förbrukar värme och kyler ner miljön. En reaktions totala värmeflöde klassificerar den som exoterm eller endoterm.
Värme visar sig som molekylers slumpmässiga rörelse. Ökande temperatur ökar molekylär vibration och kollisionsfrekvens. Vid tillräckliga energinivåer övervinner dessa rörelser intermolekylära krafter, vilket orsakar fasövergångar:fasta ämnen smälter, vätskor kokar och gaser expanderar, vilket ökar trycket i trånga utrymmen.
Arrhenius-ekvationen kopplar matematiskt reaktionshastighet till temperatur:\[k =A e^{-E_a/(RT)}\]Där k är hastighetskonstanten, E_a aktiveringsenergin, R gaskonstanten och T temperatur i kelvin. Högre temperaturer minskar den exponentiella termen och ökar k och accelererande reaktioner.
Reversibla reaktioner kan skifta mot reaktanter eller produkter. Värme fungerar som en reaktant eller produkt beroende på reaktionens natur. För en exoterm jämvikt, gynnar tillsats av värme den omvända (endotermiska) riktningen; avlägsnande av värme driver reaktionen framåt och producerar mer värme. Denna princip styr temperaturkontroll i industriella processer.
