Was ist chemische Energie?
Wissenschaftlich ist Energie definiert als die Fähigkeit, Arbeit zu leisten. Es gibt zwar viele Energieformen, sie können jedoch in zwei Kategorien eingeteilt werden: potenzielle Energie oder gespeicherte Energie; und kinetische Energie oder Bewegungsenergie. Chemische Energie ist eine Form von potentieller Energie und wird von Dingen wie Nahrungsmitteln, Brennstoffen und Batterien besessen.
Innerhalb jeder Energiekategorie gibt es viele verschiedene Energieformen. Chemische Energie ist neben mechanischer Energie, Gravitationsenergie, Kernenergie und elektrischer Energie eine Form von potentieller Energie. Alle diese Energieformen sind in einem Objekt gespeichert und werden bei Anwendung einer Kraft oder Änderung in Formen kinetischer Energie umgewandelt. Die verschiedenen Formen der kinetischen Energie sind Strahlungsenergie, die Licht, Röntgenstrahlen und Radiowellen, Wärme, Bewegung und Schall umfasst.
Nach dem ersten Hauptsatz der Thermodynamik kann Energie weder erzeugt noch zerstört werden. Es kann nur von einem Formular in ein anderes konvertiert werden. Bei chemischen Reaktionen können Moleküle entstehen oder zerstört werden. Wenn ein Produkt entsteht, wird die chemische Energie in den Bindungen gespeichert, aus denen die Moleküle bestehen. Wenn etwas kaputt geht, wird die chemische Energie in der Regel als Wärme freigesetzt. Wenn eine Reaktion Energie freisetzt, wird sie als exotherm bezeichnet, und wenn sie Energie absorbiert, wird sie als endotherm bezeichnet.
Ein Beispiel für chemische Energie ist die, die in der Nahrung enthalten ist, die wir essen. Energie wird in den Bindungen der Moleküle gespeichert, aus denen Lebensmittel bestehen. Wenn wir die Nahrung zu uns nehmen, werden die großen Moleküle in kleinere Moleküle zerlegt, die von den Körperzellen verwendet werden können. Der Prozess des Abbaus und der Verwendung der Nahrung durch unsere Zellen wird als Atmung bezeichnet. Während der Atmung wird die chemische Energie in Wärme, kinetische Energie und andere Formen chemischer Energie umgewandelt, wie sie in den Fettzellen unseres Körpers gespeichert sind.
Nahrung ist nur ein Beispiel für einen Brennstoff - so treiben Tiere, einschließlich Menschen, ihren Körper an. Andere Brennstoffe sind Holz und Chemikalien wie Erdöl. Wenn Holz verbrannt wird, bricht die chemische Energie in den Zellen des Holzes und Wärme wird freigesetzt. Im Motor eines Autos oder Lastwagens wird die Energie des Benzins in Wärme und Bewegung umgewandelt, um das Auto in Bewegung zu versetzen.
Kinetische Energie kann auch in potentielle Energie umgewandelt werden. Bei der Photosynthese von Pflanzen wird Strahlungsenergie oder das Licht der Sonne in chemische Energie umgewandelt, die in der Pflanze gespeichert wird. Wenn Tiere die Pflanzen fressen, findet die umgekehrte Reaktion statt. Die Bindungen werden aufgebrochen, wodurch die gespeicherte chemische Energie für die Tiere freigesetzt wird.