Starp dažādiem pastāvošajiem enerģijas veidiem mums ir ķīmiskā enerģija. Tas ir tāds, kas atrodas vai notiek ķīmiskās reakcijās starp viena vai vairāku savienojumu molekulām. Tā ir iekšējā enerģija, kas ķermenim piemīt, pamatojoties uz ķīmisko saišu veidiem, kas tam ir iekšpusē un kas notiek starp tā sastāvdaļām. Šo enerģiju var izmērīt atkarībā no daudzuma, ko var atbrīvot no ķīmiskām reakcijām starp tām.
Šajā rakstā mēs jums pastāstīsim visu, kas jums jāzina par ķīmisko enerģiju un tās nozīmi.
galvenās iezīmes
Ķīmiskā enerģija vienmēr ir saistīta ar matēriju, kad mainās vielas veidojošo atomu un molekulu ķīmiskās saites, parādās ķīmiskā enerģija. Tas var notikt siltuma avota vai citas vielas klātbūtnē, kas tiek apmainīta ar daļiņām, radot parasti siltums, gaisma vai citi enerģijas veidi, kas iegūti no reakcijas.
Tāpēc ķīmiskā enerģija ir potenciālās enerģijas forma, ko satur ķīmiskās vielas. Kad šīs vielas piedalīsies reakcijā, tās tiks pārveidotas par citiem izmantojamiem enerģijas veidiem. Tā, piemēram, darbojas benzīna un citu fosilo ogļūdeņražu sadedzināšanas process.
Šīs enerģijas formas izmantošana var būt salīdzinoši jauna cilvēces vēsturē, bet tā nav pasaules vēsturē: kopš seniem laikiem dzīve ir izmantojusi enerģijas iegūšanas procesus, piemēram, fotosintēzi un ķīmisko sintēzi, lai izmantotu vielu molekulāri ķīmisko potenciālu. Piemēram, benzīns pārveido ķīmisko enerģiju kinētiskajā enerģijā, ja to izmanto kustīgos transportlīdzekļos.
Saskaņā ar enerģijas saglabāšanas likumu enerģiju var pārveidot, bet to nevar radīt vai iznīcināt. Turklāt ķīmiskā enerģija ir potenciālās enerģijas forma, ko izmanto, lai pārveidotu par citiem enerģijas veidiem, kuriem ir praktiska nozīme cilvēka dzīvē, piemēram, gaismas enerģija, siltuma enerģija, kinētiskā enerģija utt.
Ķīmiskās enerģijas priekšrocības un trūkumi
Šāda veida enerģiju izmanto rūpniecībā un ražošanā, jo tai ir noteiktas priekšrocības. Apskatīsim, kādas ir ķīmiskās enerģijas dažādās priekšrocības:
- Tam ir lielisks sniegums: Pateicoties tā augstajai veiktspējai, enerģijas iegūšanai no tās molekulām nav nepieciešams liels daudzums ķīmiskās enerģijas.
- Ļauj modificēt šo jautājumu: Ķīmiskās reakcijas, kas notiek šāda veida enerģijas ražošanai, var radīt dažāda veida vielas, kuras daudzos gadījumos var izmantot jaunu materiālu iegūšanai.
- Tas ļauj atkārtoti izmantot atkritumu materiālus un izmantot tos: piemēram, bioetanolu un citas biodegvielas veido no organiskām vielām, kuras, neizmantojot šāda veida enerģiju, bezjēdzīgi sadalītos.
Paturiet prātā, ka šāda veida enerģijai ir arī daži trūkumi. Apskatīsim, kādi ir dažādi ķīmiskās enerģijas trūkumi:
- Tam ir blakusprodukti: Tie ir produkti, kas var kļūt par piesārņojošām vielām, piemēram, fosilais kurināmais, kas to lietošanas laikā atmosfērā rada toksiskas gāzes un piesārņo.
- Tiem nepieciešama pastāvīga ievadīšana: mums jāpatur prātā, ka, lai notiktu ķīmiska reakcija, tai vienmēr jābūt organisko vielu patēriņam vai sadedzināšanai, lai visu laiku barotu ķīmisko reakciju.
Pārtikas ķīmiskā enerģija
Pārtika, ko mēs ēdam katru dienu, ir ideāls ķīmiskās enerģijas un tās izmantošanas piemērs. Šie pārtikas produkti satur dažādas organiskas vielas, kas nepieciešamas enerģijas piegādei mūsu ķermenim, it kā tā būtu degviela automašīnu dzinējiem.
Šīs organiskās vielas mūsu ķermenī tiek sadalītas, lai iegūtu glikozi, kas šūnu elpošanas laikā tiek oksidēta un atbrīvo lielu daudzumu siltuma kaloriju veidā, lai uzturētu ķermeņa funkcijas. Glikozes pārpalikums pārvēršas taukos, kas kalpo kā rezerves nākotnes vajadzībām. Tas ir ķīmiskās enerģijas izmantošanas veids glikoze, lai ražotu mehānisko enerģiju, ko mēs izmantojam, lai kustētos, runātu, stāvētu, skrietuutt. Tie arī palīdz uzlabot elektrisko enerģiju, ko izmanto neironi, un kas ļauj mums domāt.
Ķīmiskās enerģijas veidi
Ir 6 pamata reakcijas veidi:
- Sadedzināšana: To izmanto, lai iegūtu lielu daļu enerģijas, ar kuru darbojas automašīnas un elektrība.
- Sintēze: Tā ir enerģija, kas tiek izdalīta, kad divas vienkāršas vielas apvienojas, veidojot sarežģītāku vielu.
- Vienkārša ritināšana: vienas vielas atoms tiek pārnests uz citu vielu.
- Dubultā maiņa: divu vielu atomi tiek savstarpēji apmainīti.
- Sadalīšanās: sarežģīta viela kļūst par vienkāršāku vielu.
Piemēri
Kad mēs zinām, kas ir ķīmiskā enerģija un kādas ir tās priekšrocības un trūkumi, tagad ir pienācis laiks redzēt dažus no visbiežāk sastopamajiem piemēriem:
- Fosilais kurināmais: šeit dominē benzīns, dīzeļdegviela un naftas bāzes degvielas. Visas tās veido virkne molekulu, kuru pamatā ir oglekļa un ūdeņraža atomi, kuru saites skābekļa klātbūtnē var pārraut, lai atbrīvotu lielu enerģijas daudzumu. To sauc par sadedzināšanu.
- Ēdiens: Kā mēs jau iepriekš minējām, ēdiens, ko mēs ēdam, satur glikozi, kuru var oksidēt mūsu ķermenī. Pārtraucot saites, mēs varam iegūt kaloriju slodzi, lai uzturētu ķermeņa enerģiju.
- Bioluminiscence: Mēs zinām, ka ir dzīvi organismi, kuriem ir izdzīvošanas spēja radīt gaismu ar savu ķermeni. Piemēram, mums ir lukturzivis, kas atrodas okeānu dziļumos un kurām šī bioluminiscence ir nepieciešama, lai varētu piesaistīt savu upuri. Šī gaismas enerģija rodas no ķīmiskās enerģijas, ko jūsu ķermeņi uzkrāj simbiontās attiecībās ar dažām baktērijām.
- Kosmosa ceļojumi: raķetes, kuru pārziņā ir ceļošana uz kosmosu, lai pētītu Visuma darbību kontrolētās ķīmiskās reakcijās ar dažādām vielām, piemēram, ūdeņradi un šķidru skābekli. Šīs vielas tiek pārvērstas milzīgā daudzumā kinētiskās enerģijas, kas tiek izmantota raķetes pārvietošanai.
Es ceru, ka ar šo informāciju jūs varat uzzināt vairāk par ķīmisko enerģiju un tās īpašībām.