Chemische Energie ist eine der vielen Formen von Energie, zusammen mit mechanischer Energie, kinetischer Energie, thermischer Energie und anderen Formen. Das Verständnis der Natur chemischer Energie und der vielen Formen, die sie annehmen kann, ist entscheidend für das Verständnis des physikalischen Universums.
Chemische Energie definiert
Ethanol-Molekül
Chemische Energie ist die Art von Energie, die in molekularen Verbindungen gespeichert ist. Insbesondere wird es in den Bindungen zwischen verschiedenen Arten von Molekülen gespeichert. Wenn etwas dazu führt, dass diese Bindungen brechen, werden die Moleküle neu angeordnet und die Energie wird freigesetzt, wobei sie oft eine der anderen Energieformen annimmt. Es ist möglich, die Umwandlung chemischer Energie in allem zu beobachten, was Menschen tun, vom Autofahren über das Essen bis hin zur Gartenarbeit.
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Chemische Energie ist eine der bequemsten Formen, die der Mensch für sich hat Energie speichern . Es kommt in verschiedenen physischen Formen vor und ändert sich ständig von einer Form zur anderen. In jeder Form chemischer Energie lässt sich beobachten, wie sie produziert, gespeichert und abgegeben wird.
Chemische Energie zu Hause
Chemische Energie treibt Körper, Häuser und Geräte an.
Essen
Das Lebensmittel Menschen essen, egal ob sie von Pflanzen oder Tieren stammen, ist eine Form gespeicherter chemischer Energie, die der Körper nutzt, um sich in der Welt zu bewegen und zu funktionieren. Die Sonnenenergie der Sonne lässt Pflanzen wachsen, die dann im Gewebe der Pflanze in chemische Energie umgewandelt wird. Beim Garen von Speisen wird ein Teil der Energie durch die zugeführte Wärmeenergie aus ihren chemischen Bindungen freigesetzt. Nachdem Menschen eine Mahlzeit zu sich genommen haben, wandelt der Verdauungsprozess die chemische Energie weiter in eine Form um, die ihr Körper verwenden kann.
Hitze
Außer durch die Wärme der Sonne werden Wohnungen zum großen Teil durch verschiedene Formen chemischer Energie beheizt. Holz ist ein einfaches Beispiel. Beim Verbrennen werden die chemischen Bindungen in der Holzstruktur abgebaut und dabei sowohl Wärmeenergie als auch Lichtenergie erzeugt. Dabei wird das Holz in einen anderen chemischen Stoff mit ganz anderen Eigenschaften umgewandelt: Asche.
Dieselben Regeln gelten für Propan- und Gaswärme, obwohl sie in einem gasförmigen und nicht in einem festen Zustand entstehen. Wenn diese Chemikalien verbrennen, wird Wärmeenergie freigesetzt und die Menschen bleiben warm und warm in ihren Häusern.
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Batteriebetriebene Geräte
Autobatterie
Viele Haushalts- und persönliche Gegenstände, von Radios über Computer bis hin zu Mobiltelefonen, sind auf elektrische Energie angewiesen, die in chemische Energie umgewandelt . Das Schlüsselmedium für diesen Austausch ist eine Batterie. Wenn Sie beispielsweise ein Mobiltelefon zum Aufladen anschließen, wird der Strom aus der Steckdose in der Wand vom Akku im Gerät in chemische Energie umgewandelt. Wenn Sie das Telefon vom Stromnetz trennen und verwenden, wird die chemische Energie im Akku wieder in elektrische Ladung umgewandelt, um das Telefon mit Strom zu versorgen.
Gleiches gilt für den Akku in einem Laptop-Computer sowie für gängige Haushaltsbatterien (Double-A, Triple-A usw.), die in vielen Geräten verwendet werden können. Autobatterien nutzen auch chemische Energie.
Beispiele in der größeren Welt
Die meisten Dinge in der menschlichen Zivilisation werden durch chemische Energiequellen angetrieben. Das gleiche gilt für die Natur, aber auf ganz andere Weise.
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Treibstoff
Brennbare flüssige Brennstoffe wie Öl, Gas und Methan gehören zu den wirtschaftlich wichtigsten Formen chemischer Energie für die menschliche Zivilisation. Wenn eine Zündquelle bereitgestellt wird, werden diese fossilen Brennstoffe sofort aus ihrem chemischen Zustand umgewandelt und dabei eine enorme Energiemenge freigesetzt. Diese Energie wird auf vielfältige Weise genutzt, insbesondere für Transportzwecke. Wenn Sie auf das Gaspedal Ihres Autos treten, wird das Gas im Tank in mechanische Energie umgewandelt, die das Auto vorwärts treibt, was dann kinetische Energie in Form des fahrenden Autos erzeugt.
Elektrizität
Die meisten Kraftwerke werden mit chemischer Energie betrieben
Ein Großteil der Welt Elektrizität entsteht auch als chemische Energie. Solar-, Geothermie- und Wasserkraft sind bemerkenswerte Ausnahmen, aber Kohle-, Kern- und Erdgaskraftwerke nutzen alle Formen chemischer Energie. Ob Kohle- oder Erdgasverbrennung oder die Spaltung von Atomen bei der Kernspaltung – ein ähnlicher Prozess findet statt, bei dem chemische Bindungen aufgebrochen und Energie freigesetzt wird. Im Fall von Kraftwerken wird diese Energie in Strom umgewandelt, mit dem dann alles von Glühbirnen und Haartrocknern bis hin zu Computersystemen und elektrischen Zügen betrieben wird.
Natur
Interessanterweise entstehen fossile Brennstoffe – die als nicht erneuerbare Ressource gelten – als Pflanzen, die Sonnenenergie sammeln und im Prozess der Umwandlung umwandeln Photosynthese in chemische Energie. Die chemische Energie wird in Form von Zuckern gespeichert, die sich im Gewebe der Pflanzen befinden. Mit diesen Zuckern als Brennstoffquelle versorgen Pflanzen die Biosphäre und schaffen sauerstoffreiche Luft zum Atmen und Nahrung für Mensch und Tier.
Wenn Pflanzen sterben oder verbraucht werden, wird ihre Energie freigesetzt. Wenn sie gegessen werden, erhält ihre Energie den Organismus, der sie gefressen hat, aber schließlich wird ein Teil davon als Abfallprodukt ausgeschieden. Tierische Abfallprodukte und sich zersetzendes Pflanzengewebe zerfallen beide in organische Substanz, eine andere Form chemischer Energie, die dann den Boden nährt und anderen Pflanzen die Möglichkeit bietet, zu wachsen. Organisches Material wird manchmal auch als eine Form erneuerbarer Energie verwendet, die oft als bezeichnet wird Biomasse .
Die Kraft der chemischen Energie
Chemische Energie ist im Alltag kein gängiger Begriff, bezieht sich aber auf fast alles, was der Mensch tut. Es ist ein großer Teil der Gleichung, wenn Sie über Kraftstoff, Elektrizität oder die Natur sprechen.
