Energia chimica

L’energia chimica è il potenziale di una sostanza chimica di subire una reazione chimica per trasformarsi in altre sostanze., Alcuni esempi di supporti di memorizzazione di energia chimica includono batterie, cibo e benzina. La rottura o la creazione di legami chimici comporta energia, che può essere assorbita o evoluta da un sistema chimico.

L’energia che può essere rilasciata o assorbita a causa di una reazione tra un insieme di sostanze chimiche è uguale alla differenza tra il contenuto energetico dei prodotti e i reagenti, se le temperature iniziale e finale sono le stesse. Questo cambiamento di energia può essere stimato dalle energie di legame dei vari legami chimici nei reagenti e nei prodotti., Può anche essere calcolato dal Δ U f ∘ r e c t a a n t i {\displaystyle \Delta {U_{f}^{\circ }}_{\mathrm {reagenti} }} , l’energia interna di formazione delle molecole dei reagenti, e Δ U f ∘ p r o d u c t s {\displaystyle \Delta {U_{f}^{\circ }}_{\mathrm {prodotti} }} l’energia interna di formazione del prodotto molecole., La variazione di energia interna di un processo chimico è uguale al calore scambiato se viene misurata in condizioni di volume costante e uguale temperatura iniziale e finale, come in un contenitore chiuso come un calorimetro a bomba. Tuttavia, in condizioni di pressione costante, come nelle reazioni in vasi aperti all’atmosfera, il cambiamento di calore misurato non è sempre uguale al cambiamento di energia interna, perché anche il lavoro di volume di pressione rilascia o assorbe energia., (Il cambiamento di calore a pressione costante è chiamato cambiamento entalpico; in questo caso l’entalpia di reazione, se le temperature iniziali e finali sono uguali).

Un altro termine utile è il calore di combustione, che è l’energia principalmente dei doppi legami deboli dell’ossigeno molecolare rilasciato a causa di una reazione di combustione e spesso applicato nello studio dei combustibili., Il cibo è simile agli idrocarburi e ai carboidrati, e quando viene ossidato in anidride carbonica e acqua, l’energia rilasciata è analoga al calore della combustione (anche se non valutata allo stesso modo di un combustibile idrocarburico — vedi energia alimentare).

L’energia potenziale chimica è una forma di energia potenziale correlata alla disposizione strutturale di atomi o molecole. Questa disposizione può essere il risultato di legami chimici all’interno di una molecola o in altro modo. L’energia chimica di una sostanza chimica può essere trasformata in altre forme di energia da una reazione chimica., Ad esempio, quando un combustibile viene bruciato l’energia chimica dell’ossigeno molecolare viene convertita in calore, e lo stesso è il caso della digestione del cibo metabolizzato in un organismo biologico. Le piante verdi trasformano l’energia solare in energia chimica (principalmente di ossigeno) attraverso il processo noto come fotosintesi e l’energia elettrica può essere convertita in energia chimica e viceversa attraverso reazioni elettrochimiche.,

Il termine simile potenziale chimico è usato per indicare il potenziale di una sostanza di subire un cambiamento di configurazione, sia sotto forma di reazione chimica, trasporto spaziale, scambio di particelle con un serbatoio, ecc. Non è una forma di energia potenziale in sé, ma è più strettamente correlata all’energia libera., La confusione nella terminologia deriva dal fatto che in altre aree della fisica non dominate dall’entropia, tutta l’energia potenziale è disponibile per fare un lavoro utile e spinge il sistema a subire spontaneamente cambiamenti di configurazione, e quindi non c’è distinzione tra energia potenziale “libera” e “non libera” (da qui l’unica parola “potenziale”)., Tuttavia, nei sistemi di grandi entropia come sistemi chimici, la quantità totale di energia presente (e conservata dalla prima legge della termodinamica), di cui questo Potenziale Chimico di Energia è una parte, è separato dalla quantità di energia, Termodinamica Energia Libera (che potenziale Chimico è derivato dall’)—che (sembra) unità di sistema in avanti spontaneamente, come la sua entropia aumenta (in accordo con la seconda legge).