20 ví dụ về năng lượng hóa học để hiểu khái niệm
Trong số các ví dụ về năng lượng hóa học, chúng ta có thể tìm thấy pin, sinh khối, dầu, khí tự nhiên hoặc than. Điều này giải thích khái niệm rằng năng lượng hóa học là năng lượng được lưu trữ bên trong các sản phẩm hóa học, khiến năng lượng bên trong các nguyên tử và phân tử.
Hầu hết thời gian, nó được coi là năng lượng của các liên kết hóa học, nhưng thuật ngữ này cũng bao gồm năng lượng được lưu trữ trong sự sắp xếp điện tử của các nguyên tử và ion.
Đó là một dạng năng lượng tiềm năng sẽ không được quan sát cho đến khi xảy ra phản ứng (Helmenstine, 2017).
Thông thường, một khi năng lượng hóa học được giải phóng từ một chất, chất đó được chuyển thành một chất hoàn toàn mới.
20 ví dụ nổi bật về năng lượng hóa học
1- Gỗ
Trong hàng ngàn năm, gỗ là nguồn năng lượng. Xung quanh một đống lửa, củi đốt và khi gỗ cháy, năng lượng hóa học được lưu trữ trong các liên kết của các phân tử cellulose trong gỗ giải phóng nhiệt và ánh sáng (Ví dụ về năng lượng hóa học, SF).
Trong cuộc cách mạng công nghiệp, động cơ hơi nước, như tàu hỏa, đã sử dụng than làm nguồn năng lượng.
Đốt than giải phóng nhiệt được sử dụng để làm bay hơi nước và tạo ra động năng với sự chuyển động của piston.
Mặc dù các động cơ hơi nước hiện đang không sử dụng, than vẫn được sử dụng làm nguồn năng lượng để tạo ra điện và nhiệt.
3- Xăng
Nhiên liệu, nhiên liệu lỏng như dầu hoặc khí là một số dạng năng lượng hóa học quan trọng nhất đối với nền văn minh của loài người.
Khi một nguồn đánh lửa được cung cấp, những nhiên liệu hóa thạch này biến đổi ngay lập tức, giải phóng một lượng năng lượng cực lớn vào quá trình.
Năng lượng đó được sử dụng theo nhiều cách, đặc biệt cho mục đích vận chuyển.
Khi bạn bước lên chân ga của xe, khí trong bình sẽ trở thành năng lượng cơ học thúc đẩy xe tiến về phía trước, từ đó tạo ra động năng trong hình dạng của chiếc xe đang chuyển động.
4- Khí thiên nhiên
Khi propan được đốt để nấu trên vỉ nướng, năng lượng hóa học được lưu trữ trong các liên kết của các phân tử propan bị phá vỡ và nhiệt được giải phóng để nấu ăn.
Tương tự, khí tự nhiên, như khí mê-tan, đang được sử dụng thay thế cho xăng và dầu diesel để điều khiển phương tiện.
5- Tiềm năng oxy hóa khử
Các nguyên tố hóa học có khả năng tạo ra hoặc chấp nhận các điện tử. Khi làm như vậy, chúng vẫn ở trạng thái năng lượng lớn hơn hoặc ít hơn tùy thuộc vào nguyên tố.
Khi một nguyên tố chuyển một electron sang một electron khác, sự khác biệt giữa các trạng thái năng lượng này được gọi là thế oxy hóa khử.
Theo quy ước, nếu sự khác biệt là tích cực thì phản ứng xảy ra một cách tự nhiên (Jiaxu Wang, 2015).
6- Pin và pin volta
7- Năng lượng điện sinh học
Có một số loài, chẳng hạn như lươn điện ( Electrophorus Electricus ) hoặc cá biển sâu ( melanocetus johnsonii ) có khả năng tạo ra điện sinh học bên ngoài.
Trong thực tế, điện sinh học có mặt trong tất cả các sinh vật. Ví dụ về chúng là các tiềm năng màng và các khớp thần kinh.
8- Quang hợp
Trong quá trình quang hợp, năng lượng của ánh sáng mặt trời được chuyển đổi thành năng lượng hóa học được lưu trữ trong các liên kết carbohydrate.
Sau đó, các nhà máy có thể sử dụng năng lượng được lưu trữ trong các liên kết của các phân tử carbohydrate để phát triển và sửa chữa.
9- Thức ăn
Thực phẩm mà mọi người ăn, dù là từ thực vật hay động vật, là một dạng năng lượng hóa học được lưu trữ mà cơ thể sử dụng để di chuyển và hoạt động.
Khi thực phẩm được nấu chín, một phần năng lượng được giải phóng khỏi các liên kết hóa học của nó là kết quả của năng lượng nhiệt được áp dụng.
Sau khi mọi người ăn, quá trình tiêu hóa biến đổi thêm năng lượng hóa học thành một dạng mà cơ thể họ có thể sử dụng (Barth, SF).
10- Hô hấp tế bào
Trong quá trình hô hấp tế bào, cơ thể chúng ta lấy các phân tử glucose và phá vỡ các liên kết giữ các phân tử lại với nhau.
Khi các liên kết này bị phá vỡ, năng lượng hóa học được lưu trữ trong các liên kết này được giải phóng và được sử dụng để tạo ra các phân tử ATP, một dạng năng lượng có thể sử dụng cho chúng ta.
Chuyển động cơ bắp là một ví dụ về cách cơ thể sử dụng năng lượng hóa học để biến đổi nó thành cơ học hoặc động học.
Khi sử dụng năng lượng có trong ATP, những thay đổi về hình dạng xảy ra trong các protein cơ xương khiến chúng bị căng thẳng hoặc thư giãn gây ra chuyển động vật lý.
12- Phân hủy hóa học
Khi sinh vật chết, năng lượng chứa trong liên kết hóa học của chúng phải đi đâu đó. Vi khuẩn và nấm sử dụng năng lượng này trong các phản ứng lên men.
13- Hydro và oxy
Hydrogen là một loại khí nhẹ và dễ cháy. Khi kết hợp với oxy nó giải phóng nhiệt bùng nổ.
Đây là nguyên nhân của thảm kịch của khinh khí cầu Hindenburg vì những phương tiện này bị thổi phồng hydro. Ngày nay, phản ứng này được sử dụng để đẩy tên lửa vào không gian.
14- Vụ nổ
Vụ nổ là những phản ứng hóa học xảy ra rất nhanh và giải phóng rất nhiều năng lượng. Khi chất nổ được bắn ra, năng lượng hóa học được lưu trữ trong chất nổ sẽ thay đổi và được chuyển sang năng lượng âm thanh, động năng và năng lượng nhiệt.
Đây là những quan sát trong âm thanh, chuyển động và nhiệt được tạo ra.
Bằng cách trung hòa một axit với một bazơ, năng lượng được giải phóng. Điều này là do phản ứng tỏa nhiệt.
16- Axit trong nước
Ngoài ra khi pha loãng một axit trong nước, một phản ứng tỏa nhiệt diễn ra. Phải hết sức cẩn thận khi làm như vậy để tránh tạt axit. Cách chính xác để pha loãng một axit là luôn thêm nó vào nước và không bao giờ ngược lại.
17- Gel làm mát
Container lạnh được sử dụng trong thể thao là ví dụ về năng lượng hóa học. Khi túi bên trong chứa đầy nước vỡ, nó sẽ phản ứng với các hạt amoni nitrat và tạo ra các liên kết hóa học mới trong quá trình phản ứng, hấp thụ năng lượng từ môi trường.
Do năng lượng hóa học được lưu trữ trong các liên kết mới, nhiệt độ của gói lạnh giảm xuống.
18- Túi nhiệt gel
Những túi hữu ích được sử dụng để làm ấm bàn tay lạnh hoặc đau cơ có hóa chất bên trong chúng.
Khi bạn phá vỡ gói để sử dụng, hóa chất được kích hoạt. Các hóa chất này được trộn lẫn và năng lượng hóa học mà chúng giải phóng tạo ra nhiệt làm nóng gói.
19- Nhôm trong axit clohydric
Trong phản ứng hóa học trong phòng thí nghiệm: lá nhôm được thêm vào dung dịch axit clohydric.
Ống nghiệm rất nóng vì trong quá trình phản ứng, nhiều liên kết hóa học bị phá vỡ giải phóng năng lượng hóa học khiến nhiệt độ của dung dịch tăng lên.
Mặc dù không phải là một ví dụ về năng lượng hóa học đáng nói. Khi một hạt nhân phân hạch chia thành nhiều mảnh nhỏ hơn.
Những mảnh vỡ, hoặc các sản phẩm phân hạch, xấp xỉ bằng một nửa khối lượng ban đầu. Hai hoặc ba neutron cũng được phát ra.
Tổng khối lượng của các mảnh này nhỏ hơn khối lượng ban đầu. Khối lượng "biến mất" này (khoảng 0, 1% khối lượng ban đầu) đã được chuyển đổi thành năng lượng theo phương trình Einstein (AJ Software & Multimedia, 2015).
Khái niệm thêm để hiểu năng lượng hóa học
Phản ứng hóa học liên quan đến việc tạo và phá vỡ các liên kết hóa học (ion và cộng hóa trị) và năng lượng hóa học của một hệ thống là năng lượng được giải phóng hoặc hấp thụ do sản xuất và vỡ các liên kết này.
Việc phá vỡ liên kết đòi hỏi năng lượng, hình thành liên kết giải phóng năng lượng và phản ứng toàn cầu có thể là nội sinh (ΔG 0) dựa trên những thay đổi chung về tính ổn định của chất phản ứng với sản phẩm (Năng lượng hóa học, SF).
Năng lượng hóa học đóng một vai trò quan trọng trong mỗi ngày của cuộc sống của chúng ta. Thông qua các phản ứng đơn giản và hóa học oxi hóa khử, phân hủy và hình thành liên kết, năng lượng có thể được khai thác và khai thác theo cách có thể sử dụng (Solomon Koo, 2014).
