Na física nuclear e na química nuclear , o calor da reação ou valor Q de uma reação é a quantidade de energia liberada por essa reação. O valor está relacionado à entalpia de uma reação química ou à energia dos produtos de decaimento radioativo. Ele pode ser determinado a partir das massas dos reagentes e dos produtos. Os valores Q afetam as taxas de reação.
Considerando a conservação da energia da reação, a definição geral de Q com base na equivalência massa-energia , onde K é a energia cinética em é a massa:
Uma reação com valor Q positivo é exotérmica, ou seja, tem uma rejeição líquida de energia, uma vez que a energia cinética do estado final é maior que a energia cinética do estado inicial. Uma reação com valor Q negativo é endotérmica , ou seja, requer uma entrada líquida de energia, uma vez que a energia cinética do estado final é menor que a energia cinética do estado inicial.
Os valores químicos Q correspondem à medição da calorimetria. As reações químicas exotérmicas tendem a ser mais espontâneas e podem emitir luz ou calor, causando uma fuga fora de controle (ou seja, explosões).
Os valores Q também são usados na física de partículas . Por exemplo, a regra de Sargent afirma que a taxa de decaimento envolvendo a interação fraca é proporcional a Q 5 . O valor Q é a energia cinética liberada na decadência em repouso. Para o decaimento do nêutron , parte da massa desaparece porque o nêutron é convertido em um próton, um elétron e um antineutrino eletrônico:
onde é a massa do nêutron , é a massa do próton , é a massa do elétron antineutrino e é a massa do elétron ; e são as energias cinéticas correspondentes. O nêutron não tem energia cinética inicial, pois está em repouso. No decaimento beta, um Q típico é da ordem de 1 MeV .
A energia de decaimento é distribuída entre os produtos em uma distribuição contínua. A medição desse espectro permite encontrar a massa de um produto. Os experimentos estudam o espectro de emissão para encontrar um decaimento sem emissão de neutrino e para determinar a massa do neutrino do elétron; este é o princípio do próximo experimento KATRIN .