Co to jest potencjalna energia chemiczna?

Potencjalna energia chemiczna jest energia przechowywana w materiale, który może być uwalniany poprzez reakcję chemiczną.Energia ta może pochodzić z łączenia atomów lub cząsteczek lub od rozbicia cząsteczek.Jest uwalniany w postaci ciepła, światła lub obu.Zwykle konieczne jest pewne rodzaj spustu, aby uwolnić energię potencjalną, ale ten spust może być tak prosty, jak po prostu zmieszanie dwóch materiałów, takich jak dodanie wysoce reaktywnego metalu, potasu, z wodą, co powoduje bardzo silną reakcję, która uwalnia dużą częśćciepła.

Powstawanie i łamanie wiązań między atomami jest źródłem całej potencjalnej energii chemicznej.W zależności od siły takich wiązań ilość przechowywanej energii będzie się różnić.Bardzo mocne obligacje przechowują niewielką ilość energii, a słabe obligacje przechowują większe kwoty.Silne wiązania są bardzo stabilne i wymagają dodatkowej energii do pęknięcia, co oznacza, że mniej energii uwalnia się po zerwaniu.Wręcz przeciwnie dotyczy słabych wiązań, więc wymagają one niewielkiej dodatkowej energii jako spustu, aby zerwać i uwolnić dużą energię.

Ta zasada potencjalnej energii chemicznej jest podstawą naszego wykorzystania wielu źródeł energii na świecie.Paliwa węglowodorowe, znane również jako paliwa kopalne, takie jak węgiel, ropa naftowa i jego rafinowane pochodne, zawierają bardzo duże ilości potencjalnej energii chemicznej.Po spaleniu cząsteczki tych substancji są łączone z tlenem.Powoduje to złamanie niektórych wiązań cząsteczkowych między niektórymi atomami w cząsteczkach a tworzeniem innych, gdy atomy tlenu są włączone do struktury cząsteczkowej, proces znany jako utlenianie.Rezultatem jest uwalnianie potencjalnej energii chemicznej w postaci ciepła i światła, ale szczególnie ciepła, które jest uprzężone i wykorzystywane do zasilania maszyn i przekształcanych w energię elektryczną.

Energia przechowywana jest wyrażana w standardowych jednostkach międzynarodowych (SI) megajouli na megajule naKilogram (MJ/kg) i ilość energii przechowywanej w substancji w stosunku do danej masy nazywana jest gęstością energii.Pozwala to na porównanie ilości potencjalnej energii chemicznej przechowywanej w jednej substancji do innej przez masę.Ten rodzaj energii może być uwalniany na różne sposoby.W przypadku paliw kopalnych jest to zwykle uwalniane przez spalanie.W przypadku substancji takich jak żywność jest uwalniana podczas procesów metabolicznych Bodys, które są chemicznie identyczne z spalaniem, ale są przeprowadzane znacznie wolniej i kontrolowanej szybkości.

Wybuchowe, takie jak dynamit i nitrogliceryna, bardzo szybko uwalniają ich potencjalną energię chemiczną, co daje im ich właściwości wybuchowe.Większość materiałów wybuchowych ma stosunkowo niską ilość potencjalnej energii chemicznej według masy, nawet w porównaniu z takimi rzeczami, ale ich właściwości chemiczne pozwalają na prawie natychmiastowe uwolnienie tej energii.Na przykład nitrogliceryna zawiera 6,5 mJ/kg, a surowa trzcina cukrowa zawiera 19 mj/kg.