Năng lượng hóa học tiềm năng là gì?

Năng lượng hóa học tiềm năng là năng lượng được lưu trữ trong một vật liệu có thể được giải phóng thông qua phản ứng hóa học.Năng lượng này có thể đến từ việc kết hợp các nguyên tử hoặc phân tử hoặc từ việc phá vỡ các phân tử.Nó được giải phóng dưới dạng nhiệt, ánh sáng hoặc cả hai.Thông thường một số loại kích hoạt là cần thiết để giải phóng năng lượng tiềm năng, nhưng kích hoạt này có thể đơn giản như chỉ trộn hai vật liệu với nhau, chẳng hạn như thêm kim loại phản ứng cao, kali, với nước, dẫn đến một phản ứng rất mạnh giải phóng rất nhiềunhiệt.Sự hình thành và phá vỡ liên kết giữa các nguyên tử là nguồn gốc của tất cả các năng lượng hóa học tiềm năng.Tùy thuộc vào sức mạnh của các liên kết như vậy, lượng năng lượng được lưu trữ sẽ khác nhau.Trái phiếu rất mạnh lưu trữ một lượng nhỏ năng lượng và trái phiếu yếu lưu trữ số lượng lớn hơn.Liên kết mạnh rất ổn định và đòi hỏi thêm năng lượng để phá vỡ, có nghĩa là ít năng lượng được giải phóng khi bị phá vỡ.Điều ngược lại là đúng với các liên kết yếu, vì vậy chúng đòi hỏi rất ít năng lượng như một kích hoạt để phá vỡ và giải phóng rất nhiều năng lượng.Nguyên tắc này của năng lượng hóa học tiềm năng này là cơ sở cho việc chúng ta sử dụng nhiều nguồn năng lượng thế giới.Nhiên liệu hydrocarbon, còn được gọi là nhiên liệu hóa thạch, như than, dầu mỏ và các dẫn xuất tinh chế của nó, chứa một lượng lớn năng lượng hóa học tiềm năng.Khi bị đốt cháy, các phân tử của các chất này được kết hợp với oxy.Điều này dẫn đến việc phá vỡ một số liên kết phân tử giữa các nguyên tử nhất định trong các phân tử và sự hình thành của các nguyên tử oxy khác được kết hợp vào cấu trúc phân tử, một quá trình được gọi là quá trình oxy hóa.Kết quả là việc giải phóng năng lượng hóa học tiềm năng dưới dạng nhiệt và ánh sáng, nhưng đặc biệt là nhiệt, được khai thác và sử dụng để cung cấp năng lượng và chuyển đổi thành điện.Kilogram (MJ/kg) và lượng năng lượng được lưu trữ trong một chất liên quan đến một khối lượng nhất định được gọi là mật độ năng lượng.Điều này cho phép so sánh lượng năng lượng hóa học tiềm năng được lưu trữ trong một chất này sang chất khác theo khối lượng.Loại năng lượng này có thể được phát hành theo những cách khác nhau.Đối với nhiên liệu hóa thạch, nó thường được phát hành bằng cách đốt.Đối với các chất như thực phẩm, nó được giải phóng trong các quá trình trao đổi chất Bodys, giống hệt về mặt hóa học để đốt nhưng được thực hiện một tốc độ chậm và có kiểm soát.Các chất nổ như thuốc nổ và nitroglycerin giải phóng năng lượng hóa học tiềm năng của chúng rất nhanh, điều này mang lại cho họ tính chất nổ của chúng.Hầu hết các chất nổ có lượng năng lượng hóa học tiềm năng tương đối thấp theo khối lượng, thậm chí so với những thứ như đường, nhưng tính chất hóa học của chúng cho phép năng lượng này được giải phóng gần như ngay lập tức.Ví dụ, nitroglycerine chứa 6,5 mJ/kg và mía thô chứa 19 mJ/kg.