Wśród różnych rodzajów energii, które istnieją, mamy energia chemiczna. Jest to taki, który jest zawarty lub zachodzi w wyniku reakcji chemicznych między cząsteczkami jednego lub więcej związków. Jest to energia wewnętrzna, którą posiada ciało, oparta na rodzajach wiązań chemicznych, które ma w środku i które występują między jego składnikami. Energię tę można zmierzyć w zależności od ilości, która może zostać uwolniona z reakcji chemicznych między nimi.
W tym artykule powiemy Ci wszystko, co musisz wiedzieć o energii chemicznej i jej znaczeniu.
Główne cechy
Energia chemiczna jest zawsze związana z materią, gdy zmieniają się chemiczne wiązania atomów i cząsteczek tworzących materię, pojawia się energia chemiczna. Może się to zdarzyć w obecności źródła ciepła lub innej substancji, która jest wymieniana z cząstkami, generując ogólnie ciepło, światło lub inne formy energii pochodzące z reakcji.
Dlatego energia chemiczna jest formą energii potencjalnej zawartej w substancjach chemicznych. Gdy te substancje wezmą udział w reakcji, zostaną przekształcone w inne użyteczne formy energii. Na przykład działa proces spalania benzyny i innych węglowodorów kopalnych.
Wykorzystanie tej formy energii może być stosunkowo nowe w historii ludzkości, ale nie jest w historii świata: od czasów starożytnych, Life wykorzystało procesy pozyskiwania energii, takie jak fotosynteza i synteza chemiczna, do wykorzystania molekularnego potencjału chemicznego substancji. Na przykład benzyna zamienia energię chemiczną w energię kinetyczną, gdy jest używana w poruszających się pojazdach.
Zgodnie z prawem zachowania energii energia może być przekształcana, ale nie może być stworzona ani zniszczona. Co więcej, energia chemiczna jest formą energii potencjalnej, która jest wykorzystywana do przekształcania w inne formy energii mające praktyczne zastosowanie w życiu człowieka, takie jak energia świetlna, energia cieplna, energia kinetyczna itp. do wykonywania pracy.
Zalety i wady energii chemicznej
Ten rodzaj energii jest wykorzystywany w przemyśle i produkcji, ponieważ ma pewne zalety. Zobaczmy, jakie są różne zalety energii chemicznej:
- Ma świetną wydajność: Dzięki wysokiej wydajności, do pozyskiwania energii z jej cząsteczek nie są potrzebne duże ilości energii chemicznej.
- Umożliwia modyfikację sprawy: Reakcje chemiczne zachodzące przy produkcji tego rodzaju energii mogą wytworzyć różne rodzaje materii, które w wielu przypadkach można wykorzystać do uzyskania nowych materiałów.
- Pozwala na ponowne wykorzystanie i wykorzystanie materiałów odpadowych: na przykład bioetanol i inne biopaliwa powstają z materii organicznej, która bez wykorzystania tego rodzaju energii rozkładałaby się bezużytecznie.
Pamiętaj, że ten rodzaj energii ma również pewne wady. Zobaczmy, jakie są różne wady energii chemicznej:
- Zawiera produkty uboczne: Są to produkty, które mogą stać się substancjami zanieczyszczającymi, takimi jak paliwa kopalne, które podczas użytkowania wytwarzają toksyczne gazy do atmosfery i zanieczyszczają.
- Wymagają stałych nakładów: musimy pamiętać, że aby reakcja chemiczna mogła zajść, musi być zużywana lub spalana materia organiczna, która zasila reakcję chemiczną przez cały czas.
Energia chemiczna żywności
Jedzenie, które spożywamy na co dzień, jest idealnym przykładem energii chemicznej i jej wykorzystania. Te pokarmy zawierają różne substancje organiczne niezbędne do dostarczania energii naszemu organizmowi, jakby były paliwem do silników samochodowych.
Te substancje organiczne są rozkładane w naszym ciele, aby uzyskać glukozę, która jest utleniana podczas oddychania komórkowego i uwalnia dużą ilość ciepła w postaci kalorii w celu utrzymania funkcji organizmu. Nadmiar glukozy zamienia się w tłuszcz, który służy jako rezerwa na przyszłe potrzeby. Jest to rodzaj ujarzmienia energii chemicznej glukoza do produkcji energii mechanicznej, której używamy do poruszania się, mówienia, stania, bieganiaitp. Służą również do zwiększenia energii elektrycznej wykorzystywanej przez neurony i która pozwala nam myśleć.
Rodzaje energii chemicznej
Istnieje 6 podstawowych typów reakcji:
- Spalanie: Służy do pozyskiwania dużej części energii, z jaką jeżdżą samochody i elektryczność.
- Synteza: Jest to energia, która jest wydzielana, gdy dwie proste substancje łączą się, tworząc bardziej złożoną.
- Proste przewijanie: atom jednej substancji jest przenoszony na inną substancję.
- Podwójna zmiana: atomy dwóch substancji są ze sobą wymieniane.
- Rozkład: złożona substancja staje się prostszą substancją.
Przykłady
Kiedy już wiemy, czym jest energia chemiczna i jakie są jej zalety i wady, nadszedł czas, aby zobaczyć niektóre z najczęstszych przykładów:
- Paliwa kopalne: Dominują tu benzyny, olej napędowy i paliwa ropopochodne. Wszystkie składają się z szeregu cząsteczek opartych na atomach węgla i wodoru, których wiązania można rozerwać w obecności tlenu, aby uwolnić duże ilości energii. Nazywa się to spalaniem.
- Jedzenie: Jak wspomnieliśmy wcześniej, żywność, którą spożywamy, zawiera glukozę, która może zostać utleniona w naszym organizmie. Zrywając ogniwa możemy uzyskać ładunek kaloryczny, aby utrzymać energię organizmu.
- Bioluminescencja: Wiemy, że istnieją żywe organizmy, które potrafią wytwarzać światło za pomocą swoich ciał, aby przetrwać. Na przykład, mamy latarnię morską, która znajduje się w głębinach oceanów i potrzebuje tej bioluminescencji, aby móc zwabić swoją ofiarę. Ta energia świetlna pochodzi z energii chemicznej, którą twoje ciała przechowują w symbiontach z niektórymi bakteriami.
- Podróże kosmiczne: rakiety odpowiedzialne za podróże w kosmos w celu zbadania wszechświata działają poprzez kontrolowane reakcje chemiczne z różnymi substancjami, takimi jak wodór i ciekły tlen. Substancje te są przekształcane w ogromne ilości energii kinetycznej, która jest wykorzystywana do poruszania rakietą.
Mam nadzieję, że dzięki tym informacjom możesz dowiedzieć się więcej o energii chemicznej i jej właściwościach.