20 ПРИКЛАДІВ ХІМІЧНОЇ ЕНЕРГІЇ (ІЗ ЗОБРАЖЕННЯМИ) - ХІМІЯ - 2025

Серед прикладів хімічної енергії ми можемо знайти батареї, біомасу, нафту, природний газ або вугілля. Хімічна енергія - це енергія, що зберігається в складі хімічних речовин, яка робить її енергією в межах атомів і молекул.

Здебільшого це вважається енергією хімічних зв’язків, але термін також включає енергію, що зберігається в електронному розташуванні атомів та іонів.

Нейрони можуть спілкуватися хімічною енергією

Це форма потенційної енергії, яка не спостерігатиметься, поки не відбудеться реакція. Як правило, щойно хімічна енергія звільняється від речовини, вона перетворюється на абсолютно нову речовину.

20 видатних прикладів хімічної енергії

1- спалити дрова

Тисячі років деревина була джерелом енергії. Навколо багаття горять дрова і, як горить деревина, хімічна енергія, що зберігається у зв’язках молекул целюлози в деревині, виділяє тепло і світло.

2- Спалювати вугілля

Під час промислової революції парові машини, такі як потяги, використовували вугілля як джерело енергії.

Коли вугілля згорає, воно виділяє тепло, яке використовувалося для випаровування води та вироблення кінетичної енергії при русі поршня.

Хоча парові машини сьогодні не вживаються, вугілля все ще використовується як джерело енергії для виробництва електроенергії та тепла.

3- Бензин

Рідкі види палива, як нафта або газ, є одними з найбільш економічно важливих форм хімічної енергії для людської цивілізації.

Коли забезпечується джерело займання, ці викопні види палива миттєво перетворюються, вивільняючи величезну кількість енергії в процесі.

Ця енергія використовується багатьма способами, особливо для транспортування.

Коли ви наступаєте на прискорювач свого автомобіля, газ в баку перетворюється на механічну енергію, яка рухає автомобіль вперед, що потім створює кінетичну енергію у формі автомобіля, що рухається.

4- Природний газ

При спалюванні пропанового газу для приготування їжі на решітці хімічна енергія, що зберігається у зв’язках молекул пропану, порушується, а теплота виділяється для варіння.

Таким же чином природний газ, наприклад, метан, використовується як альтернатива бензину та дизельному палива.

5- потенціал Redox

Хімічні елементи мають здатність віддавати або приймати електрони. Роблячи це, вони залишаються в стані більшої або меншої енергії залежно від елемента.

Коли один елемент передає один електрон в інший, різниця між цими енергетичними станами називається окислювально-відновним потенціалом.

За умовою, якщо різниця позитивна, реакція виникає спонтанно.

6- Батареї та вольтові осередки

Потенціал окислення є основою, з якою працюють батареї. Коли елемент передає електрон іншому, він рухається по дроту, виробляючи електричну енергію, яка забезпечує електронні пристрої, такі як стільникові телефони, пульти, іграшки тощо.

7- Біоелектрична енергія

Існують деякі види, такі як електричні вугри (electrophorus electricus) або безодні риби (melanocetus johnsonii), які здатні зовні генерувати біоелектрику.

Насправді біоелектричність присутня у всьому живому. Прикладами цього є мембранні потенціали та нейрональний синапс.

8- Фотосинтез

Під час фотосинтезу енергія сонячного світла перетворюється на хімічну енергію, яка зберігається у зв’язках вуглеводів.

Потім рослини можуть використовувати енергію, що зберігається у зв’язках молекул вуглеводів для зростання та відновлення.

9- Їжа

Їжа, яку їдять люди, незалежно від рослини чи тварини, є формою накопиченої хімічної енергії, яку тіла використовують для переміщення та функціонування.

Коли готується їжа, частина енергії звільняється від її хімічних зв’язків у результаті теплової енергії, яка застосовується.

Після того, як люди їдять, травний процес додатково перетворює хімічну енергію у форму, яку можуть використовувати їхні органи.

10- Клітинне дихання

Під час клітинного дихання наші органи приймають молекули глюкози і розривають зв’язки, які утримують молекули разом.

Коли ці зв'язки розірвані, хімічна енергія, що зберігається в цих зв'язках, вивільняється і використовується для отримання молекул АТФ - корисної для нас форми енергії.

11- Рух м’язів та вправи

Рух м’язів - приклад того, як організм використовує хімічну енергію для перетворення його в механічну або кінетичну енергію.

При використанні енергії, що міститься в АТФ, в білках скелетної мускулатури відбуваються конформаційні зміни, що змушують їх напружуватися або розслаблятися, викликаючи фізичний рух.

12- Хімічне розкладання

Коли живі істоти вмирають, енергія, що міститься в їх хімічних зв’язках, повинна кудись піти. Бактерії та гриби використовують цю енергію в реакціях бродіння.

13- Водень і кисень

Водень - легкий і легкозаймистий газ. Поєднуючись з киснем, він вибухово виділяє тепло.

Це стало причиною трагедії дирижабля Гінденбурга, оскільки ці транспортні засоби були надуті воднем. Сьогодні ця реакція використовується для просування ракет у космос.

14- Вибухи

Вибухи - це хімічні реакції, які відбуваються дуже швидко і виділяють багато енергії. Коли вибухівка підпалена, хімічна енергія, що зберігається у вибуховій речовині, змінюється і передається звуковій, кінетичній та тепловій енергії.

Вони спостерігаються за звуком, рухом і теплом, які створюються.

15- Нейтралізація кислот

Нейтралізація кислоти з основою звільняє енергію. Це тому, що реакція екзотермічна.

16- Кислота у воді

Також при розведенні кислоти у воді виникає екзотермічна реакція. При цьому слід бути обережними, щоб не бризкати кислотою. Правильний спосіб розведення кислоти - це завжди додавати її у воду і ніколи не навпаки.

17- Охолоджуючий гель

Холодні контейнери, що використовуються в спорті, є зразками хімічної енергії. Коли внутрішній мішок, який наповнюється водою, розривається, він реагує на гранули селітри амонію і створює нові хімічні зв’язки під час реакції, поглинаючи енергію з навколишнього середовища.

Внаслідок зберігання хімічної енергії в нових зв’язках температура холодної ємності знижується.

18- Теплові пакети з гелем

Ці корисні мішки, які використовуються для зігрівання холодних рук або болять м’язи, містять в собі хімічні речовини.

Коли ви порушуєте пакет, щоб використовувати його, хімічні речовини активуються. Ці хімічні речовини змішуються, і хімічна енергія, яку вони виділяють, створює тепло, яке зігріває пакет.

19- Алюміній у соляній кислоті

У хімічній реакції в лабораторії: до розчину соляної кислоти додається алюмінієва фольга.

Пробірка стає дуже гарячою, оскільки під час реакції розривається багато хімічних зв’язків, вивільняючи хімічну енергію, викликаючи підвищення температури розчину.

20- Ядерна енергетика

Незважаючи на те, що не є прикладом хімічної енергії, варто згадати. Під час поділу ядра воно розпадається на кілька менших фрагментів.

Ці фрагменти, або продукти поділу, приблизно дорівнюють половині початкової маси. Також випромінюється два-три нейтрони.

Сума мас цих фрагментів менша від початкової маси. Ця "відсутня" маса (приблизно 0,1% від початкової маси) була перетворена в енергію за рівнянням Ейнштейна.

Додаткові поняття для розуміння хімічної енергії

Хімічні реакції включають утворення і розрив хімічних зв’язків (іонних і ковалентних), а хімічна енергія системи - це енергія, що виділяється або поглинається внаслідок створення і розриву цих зв'язків.

Розрив зв'язків вимагає енергії, утворюючи зв’язки, вивільняє енергію, і загальна реакція може бути ендергонічною (ΔG <0) або ексергонічною (ΔG> 0) на основі загальних змін стійкості реагентів до продуктів (Chemical Energy, SF ).

Хімічна енергія відіграє вирішальну роль у кожному з наших днів. За допомогою простих реакцій та окислювально-відновлювальної хімії, розриву та з’єднання енергію можна витягти та використати корисним способом.

Список літератури

1. Програмне забезпечення та мультимедіа AJ (2015). Ядерний поділ: основи. Відновлено з atomicarchive.com.
2. Барт, Б. (Сф). Приклади хімічної енергії. Відновлено з greenliving.lovetoknow.com.
3. Приклади хімічної енергії. (СФ). Відновлено з сайту softschools.com.
4. Хімічна енергія. (СФ). Відновлено з science.uwaterloo.
5. Encyclopædia Britannica. (2016 р., 16 вересня). Хімічна енергія. Відновлено з britannica.com.
6. Гельменстін, А.М. (2017, 15 березня). Що таке приклад хімічної енергії? Відновлено з thinkco.com.
7. Jiaxu Wang, JW (2015, 11 грудня). Стандартний потенціал скорочення. Відновлено з chem.libretexts.org.
8. Соломон Ку, БН (2014, 1 березня). Хімічна енергія. Відновлено з chem.libretexts.org.