20 Exemple de energie chimică pentru a înțelege conceptul
Printre exemplele de energie chimică se numără bateriile, biomasa, petrolul, gazele naturale sau cărbunele. Acest lucru explică conceptul că energia chimică este energia stocată în produsele chimice, ceea ce face ca energia să fie în interiorul atomilor și moleculelor.
De cele mai multe ori este considerată energia legăturilor chimice, dar termenul include și energia stocată în aranjamentul electronic al atomilor și ionilor.
Este o formă de energie potențială care nu va fi observată până când nu se produce o reacție (Helmenstine, 2017).
De obicei, odată ce energia chimică este eliberată de o substanță, această substanță este transformată într-o substanță complet nouă.
20 exemple remarcabile de energie chimică
1- Lemn
De mii de ani, lemnul a fost o sursă de energie. În jurul unui foc, lemnele de ardere ard și lemnul arde, energia chimică stocată în legăturile moleculelor de celuloză din lemn eliberează căldură și lumină (exemple de energie chimică, SF).
În timpul Revoluției Industriale, motoarele cu abur, cum ar fi trenurile, au folosit cărbunele ca sursă de energie.
Arderea cărbunelui eliberează căldura care a fost utilizată pentru a evapora apa și a produce energie cinetică cu mișcarea unui piston.
Deși motoarele cu abur sunt acum dezmembrate, cărbunele sunt încă folosite ca sursă de energie pentru a genera electricitate și căldură.
3- Benzină
Combustibilii, combustibilii lichizi, cum ar fi petrolul sau gazul, sunt unele dintre formele cele mai importante din punct de vedere economic de energie chimică pentru civilizația umană.
Când se furnizează o sursă de aprindere, acești combustibili fosili se transformă instantaneu, eliberând o cantitate enormă de energie în proces.
Această energie este utilizată în mai multe moduri, în special în scopuri de transport.
Când pasi pe acceleratorul mașinii tale, gazul din rezervor devine o energie mecanică care conduce mașina înainte, care apoi creează energie cinetică în formă de mașină în mișcare.
4- Gaz natural
Când propanul este ars să gătească pe un grătar, energia chimică stocată în legăturile moleculelor de propan se descompune și căldura este eliberată pentru gătit.
În mod similar, gazul natural, cum ar fi metanul, este utilizat ca alternativă la benzină și motorină pentru a conduce vehicule.
5 - potențialul Redox
Elementele chimice au capacitatea de a produce sau accepta electroni. În acest fel, ele rămân într-o stare de energie mai mare sau mai mică, în funcție de element.
Când un element transferă un electron către altul, diferența dintre aceste stări de energie se numește potențial redox.
Prin convenție, dacă diferența este pozitivă atunci reacția are loc în mod spontan (Jiaxu Wang, 2015).
6- Baterii și celule voltaice
Energie bioelectrică
Există câteva specii, cum ar fi anghilă electrică ( electrophorus electricus ) sau pește de adâncime ( melanocetus johnsonii ) care sunt capabile să genereze bioelectricitate în exterior.
De fapt, bioelectricitatea este prezentă în toate ființele vii. Exemplu de ele sunt potențialele membranare și sinapsele neuronale.
8 - Fotosinteza
În timpul fotosintezei, energia soarelui este transformată în energie chimică stocată în legăturile de carbohidrați.
Ulterior, plantele pot folosi energia stocată în legăturile moleculelor de carbohidrați pentru creșterea și repararea lor.
9- Mâncare
Alimentele pe care oamenii le consumă, fie dintr-o plantă sau dintr-un animal, sunt o formă de energie chimică stocată pe care corpurile o folosesc pentru a se mișca și a funcționa.
Când alimentele sunt gătite, o parte din energie este eliberată de legăturile chimice ca urmare a energiei termice aplicate.
După ce oamenii mănâncă, procesul digestiv transformă în continuare energia chimică într-o formă pe care corpurile lor o pot folosi (Barth, SF).
10- Respirație celulară
În timpul respirației celulare, corpurile noastre iau moleculele de glucoză și rup legăturile care țin moleculele împreună.
Când aceste legături sunt rupte, energia chimică stocată în aceste legături este eliberată și utilizată pentru a face moleculele ATP, o formă de energie utilizabilă pentru noi.
Miscarea musculara este un exemplu al modului in care corpul foloseste energie chimica pentru ao transforma in mecanica sau cinetica.
Atunci când se utilizează energia conținută în ATP, modificările conformaționale apar în proteinele musculare scheletice, determinându-le să se tensioneze sau să se relaxeze, provocând mișcări fizice.
12- Descompunere chimică
Atunci când ființele vii mor, energia conținută în legăturile lor chimice trebuie să meargă undeva. Bacteriile și ciupercile folosesc această energie în reacțiile de fermentație.
13 - Hidrogen și oxigen
Hidrogenul este un gaz ușor și inflamabil. Atunci când este combinat cu oxigen, acesta eliberează căldură în mod exploziv.
Aceasta a fost cauza tragediei aeronavei Hindenburg, deoarece aceste vehicule au fost umflate cu hidrogen. Astăzi această reacție este folosită pentru a propulsa rachetele în spațiu.
14 - Exploziile
Exploziile sunt reacții chimice care se întâmplă foarte rapid și eliberează multă energie. Când se declanșează un exploziv, energia chimică stocată în exploziv se schimbă și se transferă la energia sonoră, energia cinetică și energia termică.
Acestea sunt observabile în sunet, mișcare și căldură care sunt create.
Prin neutralizarea unui acid cu o bază, se eliberează energie. Acest lucru se datorează faptului că reacția este exotermă.
16-Acid în apă
De asemenea, atunci când se diluează un acid în apă, are loc o reacție exotermă. O mare atenție trebuie să fie luată în acest sens pentru a evita stropirea acidului. Modul corect de a dilua un acid este întotdeauna adăugarea acestuia la apă și niciodată opusul.
17 - Gel de răcire
Containerele rece utilizate în sport sunt exemple de energie chimică. Când punga interioară care este umplută cu apă se rupe, reacționează cu granulele de azotat de amoniu și creează noi legături chimice în timpul reacției, absorbind energia din mediul înconjurător.
Ca rezultat al stocării energiei chimice în legături noi, temperatura pachetului rece scade.
18- Pungi termale cu gel
Aceste pungi utile care sunt folosite pentru a incalzi mainile reci sau muschii inflamati au substante chimice in interiorul lor.
Când rupeți pachetul pentru ao folosi, substanțele chimice sunt activate. Aceste substanțe chimice sunt amestecate și energia chimică pe care o eliberează creează căldura care încălzește pachetul.
19 - Aluminiu în acid clorhidric
Într-o reacție chimică într-un laborator: folia de aluminiu este adăugată la soluția de acid clorhidric.
Tubul de testare devine foarte fierbinte, deoarece în timpul reacției multe legături chimice sunt rupte eliberând energia chimică determinând creșterea temperaturii soluției.
În ciuda faptului că nu este un exemplu de energie chimică demn de menționat. Când un nucleu de fisiune se împarte în mai multe fragmente mai mici.
Aceste fragmente sau produse de fisiune sunt aproximativ egale cu jumătate din masa inițială. De asemenea, sunt emise două sau trei neutroni.
Suma maselor acestor fragmente este mai mică decât masa inițială. Această masă "dispărută" (aproximativ 0, 1% din masa inițială) a fost transformată în energie conform ecuației Einstein (AJ Software & Multimedia, 2015).
Concepte suplimentare pentru a înțelege energia chimică
Reacțiile chimice implică producerea și ruperea legăturilor chimice (ionice și covalente), iar energia chimică a unui sistem este energia eliberată sau absorbită datorită fabricării și ruperii acestor legături.
Ruperea legăturilor necesită energie, formarea legăturilor eliberează energie, iar reacția globală poate fi endergonică (ΔG 0) bazată pe modificările generale ale stabilității reactanților asupra produselor (Chemical Energy, SF).
Energia chimică joacă un rol crucial în fiecare zi a vieții noastre. Prin reacții simple și chimie redox, defalcarea și formarea legăturilor, energia poate fi extrasă și exploatată într-un mod util (Solomon Koo, 2014).
