Vad är potentiell kemisk energi?
Potentiell kemisk energi lagras i ett material som kan frisättas genom en kemisk reaktion. Denna energi kan komma från att kombinera atomer eller molekyler eller från att bryta molekyler isär. Det släpps i form av värme, ljus eller båda. Vanligtvis är någon typ av trigger nödvändig för att frigöra potentiell energi, men denna utlösare kan vara så enkel som att bara blanda två material tillsammans, till exempel att tillsätta den mycket reaktiva metallen, kalium, med vatten, vilket resulterar i en mycket stark reaktion som frigör mycket värme.
Bindning och brytning av bindningar mellan atomer är källan till all potentiell kemisk energi. Beroende på styrkan hos sådana bindningar kommer mängden lagrad energi att variera. Mycket starka obligationer lagrar en liten mängd energi och svaga obligationer lagrar större mängder. Starka bindningar är mycket stabila och kräver extra energi för att bryta, vilket innebär att mindre energi släpps när de är trasiga. Det motsatta är sant för svaga band, så de kräver lite extra energi som en trigger to bryt och släpp en hel del energi.
Denna princip om potentiell kemisk energi är grunden för vår användning av många av världens energikällor. Kolvätebränslen, även kända som fossila bränslen, såsom kol, petroleum och dess raffinerade derivat, innehåller mycket stora mängder potentiell kemisk energi. När de bränns kombineras molekylerna i dessa ämnen med syre. Detta resulterar i att vissa av molekylbindningarna bryts mellan vissa atomer i molekylerna och bildningen av andra som syreatomer införlivas i molekylstrukturen, en process som kallas oxidation. Resultatet är frisättningen av potentiell kemisk energi i form av värme och ljus, men särskilt värme, som utnyttjas och används för att kraftmaskiner och omvandlas till elektricitet.
lagrad energi uttrycks i vanliga internationella enheter (SI) av megajoules per kilo (MJ/kg) och thE mängden energi lagrad i ett ämne i förhållande till en given massa kallas energitäthet. Detta möjliggör jämförelse av mängden potentiell kemisk energi lagrad i ett ämne till en annan med massa. Denna typ av energi kan släppas på olika sätt. För fossila bränslen frigörs det vanligtvis genom brinnande. För ämnen som livsmedel släpps det under kroppens metaboliska processer, som är kemiskt identiska med förbränning men genomförs en mycket långsammare och kontrollerad hastighet.
explosiva ämnen som dynamit och nitroglycerin släpper sin potentiella kemiska energi mycket snabbt, vilket ger dem deras explosiva egenskaper. De flesta sprängämnen har en relativt låg mängd potentiell kemisk energi genom massa, även i jämförelse med saker som socker, men deras kemiska egenskaper gör det möjligt att frigöra denna energi nästan omedelbart. Till exempel innehåller nitroglycerin 6,5 mJ/kg och rå sockerrör innehåller 19 mJ/kg.