الطاقة الكيميائية

الاحتراق والطاقة الكيميائية

من بين أنواع الطاقات المختلفة الموجودة لدينا الطاقة الكيميائية. إنه واحد موجود أو يحدث من خلال تفاعلات كيميائية بين جزيئات واحد أو أكثر من المركبات. إنها الطاقة الداخلية التي يمتلكها الجسم بناءً على أنواع الروابط الكيميائية التي يمتلكها بداخله والتي تحدث بين مكوناته. يمكن قياس هذه الطاقة اعتمادًا على الكمية التي يمكن إطلاقها من التفاعلات الكيميائية بينهما.

سنخبرك في هذه المقالة بكل ما تحتاج لمعرفته حول الطاقة الكيميائية وأهميتها.

الملامح الرئيسية

الطاقة الكيميائية

ترتبط الطاقة الكيميائية دائمًا بالمادة ، فعندما تتغير الروابط الكيميائية للذرات والجزيئات التي تشكل المادة ، تظهر الطاقة الكيميائية. يمكن أن يحدث هذا في وجود مصدر حرارة أو مادة أخرى يتم تبادلها مع الجسيمات ، مما يؤدي إلى توليدها بشكل عام الحرارة أو الضوء أو أي أشكال أخرى من الطاقة المشتقة من التفاعل.

لذلك ، الطاقة الكيميائية هي شكل من أشكال الطاقة الكامنة الموجودة في المواد الكيميائية. بمجرد مشاركة هذه المواد في التفاعل ، ستتحول إلى أشكال أخرى قابلة للاستخدام من الطاقة. وهكذا ، على سبيل المثال ، تعمل عملية احتراق البنزين والهيدروكربونات الأحفورية الأخرى.

قد يكون استخدام هذا النوع من الطاقة جديدًا نسبيًا في تاريخ البشرية ، ولكنه ليس في تاريخ العالم: منذ العصور القديمة ، استخدمت الحياة عمليات اكتساب الطاقة مثل التمثيل الضوئي والتوليف الكيميائي للاستفادة من الإمكانات الكيميائية الجزيئية للمواد. على سبيل المثال ، يحول البنزين الطاقة الكيميائية إلى طاقة حركية عند استخدامها في المركبات المتحركة.

وفقًا لقانون حفظ الطاقة ، يمكن تحويل الطاقة ، لكن لا يمكن إنشاؤها أو تدميرها. علاوة على ذلك ، فإن الطاقة الكيميائية هي شكل من أشكال الطاقة الكامنة التي تُستخدم للتحويل إلى أشكال أخرى من الطاقة لها تطبيقات عملية في حياة الإنسان ، مثل الطاقة الضوئية ، والطاقة الحرارية ، والطاقة الحركية ، وما إلى ذلك ، للقيام بالعمل.

مزايا وعيوب الطاقة الكيميائية

يستخدم هذا النوع من الطاقة في الصناعة والإنتاج لما له من مزايا معينة. دعونا نرى ما هي المزايا المختلفة للطاقة الكيميائية:

  • لها أداء رائع: بفضل أدائها العالي ، لا يلزم توفير كميات كبيرة من الطاقة الكيميائية للحصول على الطاقة من جزيئاتها.
  • يسمح لك بتعديل الأمر: يمكن أن تنتج التفاعلات الكيميائية التي تحدث لإنتاج هذا النوع من الطاقة أنواعًا مختلفة من المواد التي يمكن استخدامها في كثير من الحالات للحصول على مواد جديدة.
  • يسمح بإعادة استخدام مواد النفايات والاستفادة منها: على سبيل المثال ، يتكون الإيثانول الحيوي وأنواع الوقود الحيوي الأخرى من مادة عضوية تتحلل بدون استخدام هذا النوع من الطاقة.

ضع في اعتبارك أن هناك أيضًا بعض العيوب لهذا النوع من الطاقة. دعونا نرى ما هي العيوب المختلفة للطاقة الكيميائية:

  • لديها منتجات ثانوية: هذه هي المنتجات التي يمكن أن تصبح مواد ملوثة مثل الوقود الأحفوري ، والتي تولد أثناء استخدامها غازات سامة في الغلاف الجوي وتلوث.
  • تتطلب مدخلات ثابتة: يجب أن نضع في اعتبارنا أنه من أجل حدوث تفاعل كيميائي ، يجب أن يكون هناك استهلاك أو احتراق للمواد العضوية لتغذية التفاعل الكيميائي في جميع الأوقات.

الطاقة الكيميائية للغذاء

الجلوكوز في الطعام

يعتبر الطعام الذي نأكله كل يوم مثالًا مثاليًا للطاقة الكيميائية واستخدامها. تحتوي هذه الأطعمة على مواد عضوية مختلفة ضرورية لتزويد أجسامنا بالطاقة ، وكأنها وقود لمحركات السيارات.

يتم تكسير هذه المواد العضوية في أجسامنا للحصول على الجلوكوز ، والذي يتأكسد أثناء التنفس الخلوي ويطلق كمية كبيرة من الحرارة على شكل سعرات حرارية للحفاظ على وظائف الجسم. يتحول الجلوكوز الزائد إلى دهون تعمل كاحتياطي للاحتياجات المستقبلية. هذا هو نوع من تسخير الطاقة الكيميائية الجلوكوز لإنتاج الطاقة الميكانيكية التي نستخدمها للحركة والتحدث والوقوف والجري، إلخ. كما أنها تعمل على تعزيز الطاقة الكهربائية التي تستخدمها الخلايا العصبية والتي تسمح لنا بالتفكير.

أنواع الطاقة الكيميائية

هناك 6 أنواع أساسية من التفاعل:

  • الإحتراق: يتم استخدامه للحصول على جزء كبير من الطاقة التي تعمل بها السيارات والكهرباء.
  • التوليف: إنها الطاقة التي تنطلق عندما تتحد مادتان بسيطتان لتشكيل مادة أكثر تعقيدًا.
  • التمرير البسيط: يتم نقل ذرة مادة إلى مادة أخرى.
  • دوام مضاعف: يتم تبادل ذرات مادتين مع بعضهما البعض.
  • تقسيم: تصبح المادة المعقدة مادة أبسط.

أمثلة

تفاعلات كيميائية

بمجرد أن نعرف ما هي الطاقة الكيميائية وما هي مزاياها وعيوبها ، فقد حان الوقت الآن لرؤية بعض الأمثلة الأكثر شيوعًا:

  • الوقود الحفري: يسود هنا البنزين والديزل والوقود البترولي. تتكون جميعها من سلسلة من الجزيئات التي تعتمد على ذرات الكربون والهيدروجين التي يمكن كسر روابطها في وجود الأكسجين لإطلاق كميات كبيرة من الطاقة. وهذا ما يعرف بالاحتراق.
  • الغذاء: كما ذكرنا من قبل ، فإن الطعام الذي نتناوله يحتوي على جلوكوز يمكن أن يتأكسد في أجسامنا. عن طريق كسر الروابط يمكننا الحصول على حمولة من السعرات الحرارية للحفاظ على طاقة الجسم.
  • تلألؤ بيولوجي: نحن نعلم أن هناك كائنات حية لديها القدرة على إنتاج الضوء بأجسامها من أجل البقاء. على سبيل المثال ، لدينا أسماك الفانوس الموجودة في أعماق المحيطات والتي تحتاج إلى هذا الإضاءة الحيوية لتكون قادرة على جذب فرائسها. تأتي هذه الطاقة الضوئية من الطاقة الكيميائية التي يخزنها جسمك في علاقة تعايش مع بعض البكتيريا.
  • رحلات الفضاء: الصواريخ المسؤولة عن السفر إلى الفضاء الخارجي من أجل دراسة الكون تعمل من خلال تفاعلات كيميائية خاضعة للرقابة مع مواد مختلفة مثل الهيدروجين والأكسجين السائل. يتم تحويل هذه المواد إلى كميات هائلة من الطاقة الحركية التي تستخدم لتحريك الصاروخ.

آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد عن الطاقة الكيميائية وخصائصها.


كن أول من يعلق

اترك تعليقك

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها ب *

*

*

  1. المسؤول عن البيانات: ميغيل أنخيل جاتون
  2. الغرض من البيانات: التحكم في الرسائل الاقتحامية ، وإدارة التعليقات.
  3. الشرعية: موافقتك
  4. توصيل البيانات: لن يتم إرسال البيانات إلى أطراف ثالثة إلا بموجب التزام قانوني.
  5. تخزين البيانات: قاعدة البيانات التي تستضيفها شركة Occentus Networks (الاتحاد الأوروبي)
  6. الحقوق: يمكنك في أي وقت تقييد معلوماتك واستعادتها وحذفها.