Olemassa olevien erityyppisten energioiden joukossa meillä on kemiallinen energia. Se on suljettu tai tapahtuu kemiallisten reaktioiden kautta yhden tai useamman yhdisteen molekyylien välillä. Se on sisäinen energia, joka keholla on sen sisällä olevien kemiallisten sidosten tyyppien perusteella, joka tapahtuu sen komponenttien välillä. Tämä energia voidaan mitata riippuen niiden välisten kemiallisten reaktioiden määrästä.
Tässä artikkelissa kerromme sinulle kaiken mitä sinun tarvitsee tietää kemiallisesta energiasta ja sen merkityksestä.
Tärkeimmät ominaisuudet
Kemiallinen energia liittyy aina aineeseen, kun aineen muodostavien atomien ja molekyylien kemialliset sidokset muuttuvat, kemiallinen energia ilmestyy. Tämä voi tapahtua lämmönlähteen tai muun aineen läsnä ollessa, joka vaihdetaan hiukkasten kanssa, jolloin syntyy yleensä reaktiosta saatu lämpö, valo tai muu energiamuoto.
Siksi kemiallinen energia on eräänlainen potentiaalinen energia, jota kemialliset aineet sisältävät. Kun nämä aineet osallistuvat reaktioon, ne muuttuvat muiksi käyttökelpoisiksi energiamuodoiksi. Siten esimerkiksi bensiinin ja muiden fossiilisten hiilivetyjen palamisprosessi toimii.
Tämän energiamuodon käyttö voi olla suhteellisen uutta ihmiskunnan historiassa, mutta se ei ole maailman historiassa: muinaisista ajoista lähtien elämä on käyttänyt energianhankintaprosesseja, kuten fotosynteesiä ja kemiallista synteesiä, aineiden molekyylikemiallisen potentiaalin hyödyntämiseen. Esimerkiksi bensiini muuntaa kemiallisen energian kineettiseksi energiaksi, kun sitä käytetään liikkuvissa ajoneuvoissa.
Energiansäästölain mukaan energiaa voidaan muuntaa, mutta sitä ei voida luoda tai tuhota. Lisäksi kemiallinen energia on eräänlainen potentiaalienergia, jota käytetään muuntumaan muiksi energiamuodoiksi, joilla on käytännön sovelluksia ihmisen elämässä, kuten valoenergia, lämpöenergia, kineettinen energia jne.
Kemiallisen energian edut ja haitat
Tämän tyyppistä energiaa käytetään teollisuudessa ja tuotannossa, koska sillä on tiettyjä etuja. Katsotaanpa, mitkä ovat kemiallisen energian erilaiset edut:
- Sillä on hyvä suorituskyky: Korkean suorituskyvyn ansiosta suuria määriä kemiallista energiaa ei tarvita energian saamiseksi sen molekyyleistä.
- Voit muokata asiaa: Tämän tyyppisen energian tuottamiseksi tapahtuvat kemialliset reaktiot voivat tuottaa erityyppisiä aineita, joita voidaan monissa tapauksissa käyttää uusien materiaalien hankkimiseen.
- Sallii jätemateriaalien uudelleenkäytön: esimerkiksi bioetanoli ja muut biopolttoaineet muodostuvat orgaanisesta aineesta, joka ilman tämän tyyppistä energiaa hajoaisi turhaan.
Muista, että tämän tyyppisellä energialla on myös joitain haittoja. Katsotaanpa, mitkä ovat kemiallisen energian erilaiset haitat:
- Sillä on sivutuotteita: Nämä ovat tuotteita, joista voi tulla saastuttavia aineita, kuten fossiilisia polttoaineita, jotka käytön aikana tuottavat myrkyllisiä kaasuja ilmakehään ja saastuttavat.
- Ne edellyttävät jatkuvaa syöttöä: meidän on pidettävä mielessä, että kemiallisen reaktion tapahduttamiseksi sen on kulutettava tai poltettava orgaanista ainetta kemiallisen reaktion ruokkimiseksi koko ajan.
Elintarvikkeiden kemiallinen energia
Päivittäin syömämme ruoka on ihanteellinen esimerkki kemiallisesta energiasta ja sen käytöstä. Nämä elintarvikkeet sisältävät erilaisia orgaanisia aineita, joita tarvitaan kehon energian tuottamiseen, ikään kuin se olisi polttoainetta moottoreille.
Nämä orgaaniset aineet hajotetaan kehossamme glukoosin saamiseksi, joka hapettuu soluhengityksen aikana ja vapauttaa suuren määrän lämpöä kaloreina kehon toimintojen ylläpitämiseksi. Ylimääräinen glukoosi muuttuu rasvaksi, joka toimii varana tulevia tarpeita varten. Tämä on eräänlainen kemiallinen energian hyödyntäminen glukoosi tuottaa mekaanista energiaa, jota käytämme liikkumiseen, puhumiseen, seisomiseen, juoksemiseen, jne. Ne auttavat myös parantamaan sähköenergiaa, jota neuronit käyttävät ja joka antaa meille mahdollisuuden ajatella.
Kemiallisen energian tyypit
Reaktioita on kuusi:
- Palaminen: Sitä käytetään suuren osan energiasta, jolla autot ja sähkö kulkevat.
- synteesi: Se on energia, joka luovutetaan, kun kaksi yksinkertaista ainetta kohtaavat monimutkaisemman aineen.
- Yksinkertainen vieritys: yhden aineen atomi siirtyy toiseen aineeseen.
- Tuplavaihto: kahden aineen atomit vaihdetaan keskenään.
- Hajoaminen: monimutkaisesta aineesta tulee yksinkertaisempi aine.
esimerkit
Kun tiedämme mitä kemiallinen energia on ja mitkä ovat sen edut ja haitat, on nyt aika nähdä joitain yleisimpiä esimerkkejä:
- Fossiiliset polttoaineet: bensiini, diesel ja öljyperäiset polttoaineet ovat tässä vallitsevia. Ne kaikki koostuvat sarjasta molekyylejä, jotka perustuvat hiili- ja vetyatomiin, joiden sidokset voidaan rikkoa hapen läsnä ollessa vapauttamaan suuria määriä energiaa. Tätä kutsutaan palamiseksi.
- ruoka: Kuten olemme aiemmin maininneet, syömämme ruoka sisältää glukoosia, joka voidaan hapettaa kehossamme. Katkaisemalla linkit voimme saada kalorikuormituksen kehon energian ylläpitämiseksi.
- Bioluminesenssi: Tiedämme, että on olemassa eläviä organismeja, joilla on kyky tuottaa valoa ruumiillaan selviytyäkseen. Esimerkiksi meillä on lyhdykaloja, joita on valtameren syvyydessä ja jotka tarvitsevat tätä bioluminesenssiä houkutellakseen saaliinsa. Tämä valoenergia tulee kemiallisesta energiasta, jota kehosi varastoivat symbiontisessa suhteessa joidenkin bakteerien kanssa.
- Avaruusmatkat: raketit, jotka vastaavat ulkoavaruuteen matkustamisesta maailmankaikkeuden tutkimiseksi kontrolloitujen kemiallisten reaktioiden kautta erilaisten aineiden, kuten vedyn ja nestemäisen hapen, kanssa. Nämä aineet muuttuvat valtaviksi määriksi kineettistä energiaa, joita käytetään raketin liikuttamiseen.
Toivon, että näiden tietojen avulla voit oppia lisää kemiallisesta energiasta ja sen ominaisuuksista.