存在するさまざまな種類のエネルギーの中で、私たちは 化学エネルギー。 これは、XNUMXつまたは複数の化合物の分子間の化学反応によって含まれる、または発生するものです。 それは、身体が内部に持っている化学結合の種類に基づいて所有し、その構成要素間で発生する内部エネルギーです。 このエネルギーは、それらの間の化学反応から放出される可能性のある量に応じて測定できます。
この記事では、化学エネルギーとその重要性について知っておく必要のあるすべてのことを説明します。
主要な機能
化学エネルギーは常に物質と関連しており、物質を構成する原子や分子の化学結合が変化すると、化学エネルギーが現れます。 これは、粒子と交換される熱源または他の物質の存在下で発生する可能性があり、 一般に、熱、光、または反応から生じる他の形態のエネルギー。
したがって、化学エネルギーは化学物質に含まれる位置エネルギーの一形態です。 これらの物質が反応に関与すると、それらは他の使用可能な形のエネルギーに変換されます。 したがって、たとえば、ガソリンやその他の化石炭化水素の燃焼プロセスが機能します。
この形のエネルギーの使用は、人類の歴史では比較的新しいかもしれませんが、世界の歴史ではありません。古代から、 生命は、物質の分子化学ポテンシャルを利用するために、光合成や化学合成などのエネルギー獲得プロセスを使用してきました。 たとえば、ガソリンは移動中の車両で使用されると、化学エネルギーを運動エネルギーに変換します。
エネルギー保存の法則によれば、エネルギーは変換できますが、作成または破壊することはできません。 さらに、化学エネルギーは、位置エネルギーの一種であり、光エネルギー、熱エネルギー、運動エネルギーなど、人間の生活に実用的な用途を持つ他の形態のエネルギーに変換して仕事をするために使用されます。
化学エネルギーの長所と短所
このタイプのエネルギーは、特定の利点があるため、産業や生産で使用されます。 化学エネルギーのさまざまな利点を見てみましょう。
- それは素晴らしいパフォーマンスを持っています： その高性能のおかげで、その分子からエネルギーを得るために大量の化学エネルギーを必要としません。
- 問題を変更できます。 このタイプのエネルギーを生成するために発生する化学反応は、多くの場合、新しい材料を取得するために使用できるさまざまなタイプの物質を生成する可能性があります。
- 廃棄物を再利用して活用することができます：たとえば、バイオエタノールやその他のバイオ燃料は、この種のエネルギーを使用しないと無駄に分解する有機物から形成されます。
このタイプのエネルギーにはいくつかの欠点もあることに注意してください。 化学エネルギーのさまざまな欠点を見てみましょう。
- 副産物があります： これらは、使用中に有毒ガスを大気中に発生させて汚染する化石燃料などの汚染物質になる可能性のある製品です。
- それらは一定の入力を必要とします： 化学反応が起こるためには、常に化学反応を供給するために有機物の消費または燃焼が必要であることに留意する必要があります。
食品の化学エネルギー
私たちが毎日食べる食べ物は、化学エネルギーとその使用の理想的な例です。 これらの食品には、まるで自動車のエンジンの燃料であるかのように、私たちの体にエネルギーを供給するために必要なさまざまな有機物質が含まれています。
これらの有機物質は私たちの体内で分解されてブドウ糖を獲得します。ブドウ糖は細胞呼吸中に酸化され、カロリーの形で大量の熱を放出して身体機能を維持します。 過剰なブドウ糖は、将来のニーズのための予備として役立つ脂肪に変わります。 これはの化学エネルギー利用の一種です ブドウ糖は、私たちが動く、話す、立つ、走るのに使用する機械的エネルギーを生成します、など。 それらはまた、ニューロンが使用し、私たちが考えることを可能にする電気エネルギーを強化するのに役立ちます。
化学エネルギーの種類
反応には6つの基本的なタイプがあります。
- 燃焼： これは、自動車や電気が走るエネルギーの大部分を取得するために使用されます。
- 合成： これは、XNUMXつの単純な物質が集まってより複雑な物質を形成するときに放出されるエネルギーです。
- 単純なスクロール： ある物質の原子が別の物質に移動します。
- ダブルシフト： XNUMXつの物質の原子は互いに交換されます。
- 分解： 複雑な物質はより単純な物質になります。
例
化学エネルギーとは何か、その長所と短所は何かがわかったら、今度は最も一般的な例をいくつか見てみましょう。
- 化石燃料： ここでは、ガソリン、ディーゼル、石油ベースの燃料が主流です。 それらはすべて、炭素原子と水素原子に基づく一連の分子で構成されており、酸素の存在下で結合が切断されて大量のエネルギーが放出されます。 これは燃焼として知られています。
- 食べ物： 前にも言ったように、私たちが食べる食品には、体内で酸化される可能性のあるブドウ糖が含まれています。 リンクを解除することで、体のエネルギーを維持するためのカロリー負荷を得ることができます。
- 生物発光： 私たちは、生き残るために自分の体で光を生成する能力を持っている生物がいることを知っています。 たとえば、海の深部で発見され、獲物を引き付けるためにこの生物発光を必要とするハダカイワシがいます。 この光エネルギーは、あなたの体がいくつかのバクテリアと共生関係で蓄えている化学エネルギーから来ています。
- 宇宙旅行： 宇宙を研究するために宇宙への移動を担当するロケットは、水素や液体酸素などのさまざまな物質との制御された化学反応を通じて働きます。 これらの物質は、ロケットを動かすために使用される大量の運動エネルギーに変換されます。
この情報で、化学エネルギーとその特性についてもっと学ぶことができることを願っています。