Химическая энергия является одной из многих форм энергии, наряду с механической энергией, кинетической энергией, тепловой энергией и другими формами. Понимание природы химической энергии и многих форм, которые она может принимать, имеет решающее значение для понимания физической вселенной.
Определение химической энергии
Химическая энергия – это тип энергии, который хранится в молекулярных соединениях. В частности, он хранится в связях между различными типами молекул. Когда что-то вызывает разрыв этих связей, молекулы перестраиваются, и энергия высвобождается, часто принимая одну из других форм энергии. Преобразование химической энергии можно наблюдать во всем, что делают люди, от вождения автомобиля до еды и садоводства.
Химическая энергия является одной из самых удобных форм хранения энергии, которые есть у людей . Он бывает в разных физических формах и постоянно переходит из одной формы в другую. В каждой форме, которую принимает химическая энергия, можно наблюдать, как она производится, хранится и высвобождается.
Химическая энергия дома
Химическая энергия питает тела, дома и устройства.
Еда
В пищевых людях едят, приходит ли это из растения или животного, является формой запасенной химической энергии, органы используют для перемещения и функции в мире. Солнечная энергия солнца позволяет растениям расти, а затем трансформируется в химическую энергию в тканях растения. Когда пища готовится, часть энергии высвобождается из ее химических связей в результате применения тепловой энергии. После того, как люди едят, процесс пищеварения преобразует химическую энергию в форму, которую их тела могут использовать.
Нагревать
Помимо солнечного тепла, дома в основном нагреваются за счет различных форм химической энергии. Дерево — один из простых примеров. При горении химические связи в структуре древесины разрушаются, в результате чего выделяется как тепловая, так и световая энергия. При этом древесина превращается в другое химическое вещество с совершенно другими свойствами: золу.
Те же правила применимы к пропану и газовому теплу, хотя они возникают в газообразном, а не в твердом состоянии. Когда эти химические вещества сгорают, выделяется тепловая энергия, и люди остаются в своих домах теплыми и горячими.
Устройства с батарейным питанием
Многие предметы домашнего обихода и личного пользования, от радиоприемников до компьютеров и сотовых телефонов, используют электрическую энергию, преобразованную в химическую энергию . Ключевой средой для этого обмена является батарея. Например, когда вы подключаете сотовый телефон для зарядки, ток от розетки в стене преобразуется в химическую энергию батареей внутри устройства. Когда вы отключаете телефон от сети и используете его, химическая энергия в аккумуляторе преобразуется обратно в электрический заряд для питания телефона.
То же самое относится и к аккумулятору в ноутбуке, а также к обычным бытовым аккумуляторам (двойной, тройной и т. д.), которые можно использовать во многих устройствах. Автомобильные аккумуляторы также используют химическую энергию.
Примеры в большом мире
Большинство вещей в человеческой цивилизации питаются от химических источников энергии. То же верно и для мира природы, но совсем по-другому.
Топливо
Горючие жидкие виды топлива, такие как нефть, газ и метан, являются одними из наиболее экономически важных форм химической энергии для человеческой цивилизации. Когда появляется источник воспламенения, эти ископаемые виды топлива мгновенно переходят из своего химического состояния, высвобождая при этом огромное количество энергии. Эта энергия используется разными способами, в частности, для транспортных целей. Когда вы нажимаете на педаль акселератора, газ в баке преобразуется в механическую энергию, которая толкает автомобиль вперед, а затем создает кинетическую энергию в виде движущегося автомобиля.
Электричество
Большая часть электроэнергии в мире также возникает как химическая энергия. Заметными исключениями являются солнечная, геотермальная и гидроэнергия, но электростанции, работающие на угле, атомной энергии и природном газе, используют формы химической энергии. Будь то сжигание угля или природного газа или расщепление атомов во время ядерного деления, происходит аналогичный процесс, когда химические связи разрываются и высвобождается энергия. В случае электростанций эта энергия преобразуется в электричество, которое затем используется для питания всего, от лампочек и фенов до компьютерных систем и электропоездов.
Природа
Интересно, что ископаемое топливо, считающееся невозобновляемым ресурсом, происходит от растений, которые собирают солнечную энергию и преобразуют ее в процессе фотосинтеза в химическую энергию. Химическая энергия запасается в виде сахаров, находящихся в тканях растений. Используя эти сахара в качестве источника топлива, растения питают биосферу, создавая богатый кислородом воздух для дыхания и пищу для людей и животных.
Когда растения умирают или потребляются, их энергия высвобождается. Если их съесть, их энергия поддерживает организм, который их съел, но в конечном итоге часть ее выводится из организма в виде отходов жизнедеятельности. Продукты жизнедеятельности животных и разлагающиеся ткани растений распадаются на органические вещества, еще одну форму химической энергии, которая затем питает почву и дает возможность расти другим растениям. Органическое вещество также иногда используется в качестве возобновляемой энергии, часто называемой биомассой .
Сила химической энергии
Химическая энергия не является общепринятым термином в повседневном употреблении, но он относится почти ко всему, что делает человек. Это большая часть уравнения, когда вы говорите о топливе, электричестве или мире природы.