Kémiai energia

a Kémiai energia, az a potenciál, hogy egy vegyi anyag végezni a kémiai reakció átalakulni más anyagok., A kémiai energia tárolóeszközeinek néhány példája az akkumulátorok, az élelmiszerek és a benzin. A kémiai kötések megtörése vagy előállítása energiát foglal magában, amely kémiai rendszerből felszívódhat vagy fejlődhet.

a kémiai anyagok halmaza közötti reakció következtében felszabaduló vagy elnyelhető energia egyenlő a termékek és a reagensek energiatartalma közötti különbséggel, ha a kezdeti és a végső hőmérséklet azonos. Ez az energiaváltás a különböző kémiai kötések kötési energiáiból becsülhető meg a reaktánsokban és termékekben., Ez is lehet számítani Δ U f fok legyen r e a c t a n t s {\displaystyle \Delta {U_{f}^{\circ }}_{\mathrm {fehérjék} }} , a belső energia kialakulását a reaktív molekulák, valamint Δ U f fok legyen p r o d u c t s {\displaystyle \Delta {U_{f}^{\circ }}_{\mathrm {termékek} }} a belső energia megalakult a termék molekulák., A kémiai folyamat belső energiaváltása megegyezik a kicserélt hővel, ha azt állandó térfogatú és egyenlő kezdeti és végső hőmérsékleten mérik, mint egy zárt tartályban, például egy bomba kaloriméterben. Állandó nyomás esetén azonban, mint a légkörbe nyitott edényekben fellépő reakciók esetén, a mért hőváltozás nem mindig egyenlő a belső energiaváltással, mivel a nyomás-térfogati munka szintén felszabadítja vagy elnyeli az energiát., (Az állandó nyomáson bekövetkező hőváltozást entalpiás változásnak nevezzük; ebben az esetben a reakció entalpiája, ha a kezdeti és a végső hőmérséklet egyenlő).

egy másik hasznos kifejezés az égés hője, amely az égési reakció következtében felszabaduló molekuláris oxigén gyenge kettős kötéseinek energiája, amelyet gyakran alkalmaznak az üzemanyagok vizsgálata során., Az élelmiszer hasonló a szénhidrogén-és szénhidrát-tüzelőanyagokhoz, és amikor szén — dioxidra és vízre oxidálódik, a felszabaduló energia hasonló az égés hőjéhez (bár nem ugyanúgy értékelhető, mint a szénhidrogén-üzemanyag-lásd az élelmiszer-energiát).

a kémiai potenciális energia az atomok vagy molekulák szerkezeti elrendezéséhez kapcsolódó potenciális energia egyik formája. Ez az elrendezés kémiai kötések eredménye lehet egy molekulán belül vagy más módon. A kémiai anyag kémiai energiája kémiai reakcióval átalakítható más energiaformává., Például, amikor az üzemanyag elég, a molekuláris oxigén kémiai energiája hővé alakul, ugyanez a helyzet a biológiai szervezetben metabolizálódó élelmiszer emésztésével. A zöld növények a fotoszintézisnek nevezett folyamat révén a napenergiát kémiai energiává (többnyire oxigénnel) alakítják át, az elektromos energiát pedig kémiai energiává, és fordítva elektrokémiai reakciókkal lehet átalakítani.,

a hasonló kémiai potenciál kifejezést arra használják, hogy jelezzék egy anyag potenciálját a konfiguráció megváltoztatására, legyen az kémiai reakció, térbeli szállítás, részecskecsere egy tározóval stb. Ez nem maga a potenciális energia egyik formája, hanem szorosabban kapcsolódik a szabad energiához., A zavartság, a terminológia fakad az a tény, hogy más területeken a fizika nem uralja entrópia, mind a potenciális energia áll rendelkezésre, hogy hasznos munkát vezet, hogy a rendszer spontán módosulnak a konfiguráció, így ott nem különböztetik meg a “szabad”, illetve a “nem-szabad” potenciális energia (innen a szó, hogy “lehetséges”)., A nagy entrópiás rendszerekben, például a kémiai rendszerekben azonban a jelen lévő (és a termodinamika első törvénye által megőrzött) energia teljes mennyisége, amelynek ez a kémiai potenciális energia része, elkülönül az energia mennyiségétől-termodinamikai szabad energia (amelyből kémiai potenciál származik) – amely (úgy tűnik) spontán módon hajtja előre a rendszert, amikor entrópiája növekszik (a második törvénynek megfelelően).