化学ポテンシャルエネルギーとは何ですか？

化学ポテンシャルエネルギーは、原子と原子間の結合に蓄積され、さまざまな化学反応によって放出されるエネルギーです。 ほとんどの人がよく知っている例は、ガソリンなどの化石燃料が燃えたときに放出されるエネルギーです。 この場合、ガソリンの化学ポテンシャルエネルギーは主に熱として放出されます。 人体は食物の化学ポテンシャルエネルギーを放出し、燃料として使用します。 化学ポテンシャルエネルギーは、自然発生および人工の両方の多くの化合物および化学物質に存在します。

原子間の結合は、すべての化学ポテンシャルエネルギーの源です。 イオン型または共有結合型の非常に強力な結合を持つ原子は、結合を破壊するために大量の外部エネルギーを必要とするため、ポテンシャル化学エネルギーが比較的低くなります。 弱い結合は、van der Waalタイプの結合と同様に、壊れるのに比較的少ないエネルギーしか必要としないため、より潜在的な化学エネルギーを持っています。

これらの結合が原子間で形成されるとエネルギーが放出され、化学反応のエネルギーは生成または破壊されません。 これは、化学反応を数学的な方程式のように分析できることを意味します。 強い結合は壊れるのに大量のエネルギーを必要とするため、同じ結合が形成されると、多くのエネルギーが放出されることを意味するに違いありません。 同じ論理で、弱い結合が形成されると、比較的少ないエネルギーが放出されます。

たとえば、2つの水素原子が結合して水素ガス分子を形成すると、それらは強い結合を形成します。 これを達成するには、外部のエネルギーはほとんど必要ありません。 原子の化学エネルギーは熱と光として放出されます。 2つの原子間の結合を切断するには、結合時に放出されたエネルギーと同じ量を適用して結合を切断する必要があります。 このエネルギーは原子に吸収されます。

私たちは毎日化学ポテンシャルエネルギーの放出のメカニズムに遭遇します。 私たちの車でガスを燃やすことは、一つの方法です。 このエネルギーが放出される方法は、酸素分子と燃料の分子の組み合わせによるものです。 酸素分子と燃料分子は、比較的弱い結合で結合されています。 燃料が燃えると、酸素と燃料分子は分解され、二酸化炭素と水分子に再結合します。これらは両方とも非常に強い結合で形成されるため、大量のエネルギーが放出されます。 このエネルギーは、エンジンによって運動エネルギーに変換され、車両の移動に使用されます。