Esimerkki kemiallisesta energiasta

Kemiallinen energia on se, joka tulee kemiallisista reaktioista. Kemiallisten lajien välinen vuorovaikutus tuottaa rikkoutumisen ja / tai sidosten muodostumisen, mikä merkitsee vastaavasti energian vapautumista tai absorbointia. Kemiallista energiaa kutsutaan vapautetuksi energiaksi, jota voidaan käyttää esimerkiksi lämpöenergiana ja sähköenergiana.

Energia kemiallisissa reaktioissa

Kemiallista energiaa voidaan saavuttaa maksimaalisessa ilmentymässään kahdesta päälähteestä: Poltto- ja elektrolyyttiliuokset. Toisaalta ihmiskehon tasolla on mahdollista saada energiaa ruoan kemiallisen hajoamisen kautta.

Palamisenergia 

Esimerkiksi kun polttoaineen metaani CH₄, yksinkertaisin hiilivety, alkaa palaa hapen hapettimen läsnä ollessa, se hajoaa muodostaen hiilidioksidi-CO-tuotteita.₂ ja vesi H₂TAI. Lisäksi vetyatomien ja hiiliatomien sidosten rikkoutuminen vapauttaa energiaa lämmön muodossa.

CH₄ (g) + 2O₂ (g) → CO₂ (g) + 2H₂ O (l) ∆H = -212,8 Kcal / mol 

Metaanin palamisyhtälö. Tämän reaktion lämpöä edustaa AH. Negatiivinen merkki osoittaa energian vapautumista. Reaktio on eksoterminen.

Metaanikaasun palaminen. Reaktio ilmenee liekillä.

Esimerkkejä orgaanisten yhdisteiden polttolämpöistä 25 ° C: ssa.

Yhdiste	Kaava	ΔH (Kcal / mol)
Metaani (g)	CH4	-212.80
Etaani (g)	C2H6	-372.82
Propaani (g)	C3H8	-530.60
n-butaani (g)	C4H10	-687.98
n-pentaani (g)	C5H12	-845.16
Eteeni (g)	C2H4	-337.23
Asetyleeni (g)	C2H2	-310.62
Bentseeni (g)	C6H6	-787.20
Bentseeni (l)	C6H6	-780.98
Tolueeni (l)	C7H8	-934.50
Naftaleeni (t)	C10H8	-1,228.18
Sakkaroosi (sakkaroosi)	C12H22TAI11	-1,348.90
Metanoli (l)	CH3vai niin	-173.67
Etanoli (l)	C2H5vai niin	-326.70
Etikkahappo (l)	CH3COOH	-208.34
Bentsoehappo (et)	C6H5COOH	-771.20

Jotta polttoaine tarjoaisi kaiken mahdollisen polttolämmön, sen on oltava kaasumaisessa tilassa. Kuten taulukosta voidaan nähdä, nestemäinen bentseeni tuottaa palolämpöä, joka on 6,22 Kcal / mol pienempi kuin kaasumaisen bentseenin vapauttama. Tämä tarkoittaa, että 6,22 Kcal / mol on investoitava muutokseen nestemäisestä kaasuksi.

Napsauta saadaksesi lisätietoja Polttoaineet.

Elektrolyyttisten ratkaisujen energia

Elektrolyyttinen johdin on väliaine, johon liittyy yksi tai useampi ionilaji, mikä on hajaantunut sen sähkövaraukseen, jolloin sähkövirta kulkee sen läpi Perustuslaki. Elektrolyyttiset ratkaisut ovat elektrolyyttisiä johtimia.

Elektrolyyttijohtimet sisältävät elektrolyyttiliuosten lisäksi Sulatetut suolat ja myös jotkut kiinteät suolat, kuten natriumkloridi NaCl ja hopeanitraatti AgNO₃.

Elektronin siirto tapahtuu positiivisella ja negatiivisella ionimigraatiolla kohti elektrodeja. Tähän siirtymiseen liittyy paitsi sähkönsiirto myös aineen kuljettaminen johtimen osasta toiseen.

Sähkökemiallinen kenno

Potentiaalilähteen liittäminen metallielektrodeihin (katodi ja anodi) ja upottamalla ne a Vesiliuos, elektronit kulkevat anodin läpi päästäkseen liuoksesta positiiviseen napaan suihkulähde. Näin on esimerkiksi kloridi-ionin kanssa, joka vapautuu sen elektronista ja jo neutraalilla varauksella se liittyy toiseen klooriatomiin muodostamaan piimaa. Kloorikaasu poistuu liuoksesta.

2Cl^- = 2Cl + 2e^-

Lähteen negatiivisesta napasta lähtevät elektronit sijoitetaan upotettuun katodiin. Vesiliuoksessa esiintyvät lajit (ionit) ottavat elektronit katodista. Esimerkiksi vetyionit, jotka muodostavat veden, ovat olleet positiivisessa varauksessa elektroni neutralisoidaan ja liitetään toisen vetyatomin kanssa molekyylin muodostamiseksi piimaa. Se pääsee vetykaasuna liuoksesta.

2H⁺ + 2e^- = 2H

2H = H₂ (g)

Tämä elektronienvaihto voi tukea auton akkujen toimintaa, jotka koostuvat lyijy-Pb-elektrodeista, jotka on upotettu rikkihappo H₂SW₄.

Tämä sama energia saadaan kaikentyyppisistä paristoista, joita käsitellään kotitalouksien tasolla: 9 V, AA, AAA, D muutamien esimerkkien mainitsemiseksi.

Ruokaenergia

Ihmiset omaksuvat energian, joka vapautuu hajottamalla syömämme ruoka kehossamme. Tätä energiaa kehomme käyttää ei-tietoisiin toimintoihin (ruoansulatukseen, sykkeeseen, solutoimintoihin) ja niihin, joita suoritamme.

Niin kauan kuin sinulla ei ole voimakasta fyysistä aktiivisuutta ja aineenvaihdunta on hidasta, on suositeltavaa saada säännöllinen kalorien saanti, koska runsaasti Monimutkaisia ​​lipidejä ja hiilihydraatteja, joilla on erittäin suuret rakenteet, on vaikeampaa hajottaa, mikä johtaa niiden kääntymiseen Energia. Siinä tapauksessa vaikutus olisi hetkellisesti päinvastainen.

On suositeltavaa käyttää hedelmiä, kun sinun on työskenneltävä yöllä, koska hedelmät sisältävät fruktoosia, yksinkertainen hiilihydraatti, joka on helppo hajottaa ja jolla on energiaa käytettävissäsi kulutus.

Kemiallinen energia ja sen muunnokset

Lämpösähkölaitokset

Raskaita polttoaineita käytetään lämpövoimalaitoksissa, jotta niiden lämpöarvo olisi pitkä ja pitkäaikainen. Yleensä se on polttoöljy (polttoöljy). Polttaminen, joka on prosessin kemiallinen vaihe, toimii lämmitysaineena kattilalle, joka tuottaa tyydyttynyttä höyryä. Tämä höyry tulee paineen alaisena höyrynjakeluverkon läpi ja alkaa liikuttaa generaattoriturbiineja. Nämä laitteet tuottavat sähköenergiaa vastaavan väestön tyydyttämiseksi.

 Kemiallinen energia → Mekaaninen energia → Sähköenergia

Autojen käyttö

Autot riippuvat virtalähteestä, joka on Akku. Akussa tunnetaan jo elektrolyyttinen johtuminen, joka virtaa sytytysjärjestelmään, kojelaudan lisävarusteisiin ja apupistorasiaan. Tämän käytettävissä olevan sähkön ansiosta auto voi liikkua kuljettamaan kuljettajan haluttuun paikkaan.

 Kemiallinen energia → Sähköenergia → Mekaaninen energia