Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

1.6: Енергія в хімії

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    19663

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Які бувають види хімічних реакцій?

    Деякі хімічні реакції можуть бути дуже спокійними і нудними, тоді як інші реакції виділяють велику кількість енергії. Динаміт - хімічна речовина, яка може бурхливо вибухнути. Тут ми бачимо динаміт, який використовується для переміщення валунів, щоб очистити шлях для дороги. Хімічні реакції, що беруть участь тут, дуже швидко виділяють величезну кількість енергії.

    Динаміт був винайдений Альфредом Нобелем в 1866 році. Нітрогліцерин, дуже нестійка вибухівка, вже був відомий. Нобель змішав нітрогліцерин з кремнеземом, щоб стабілізувати його і сформувати твердий матеріал. Він зробив багатство з цим відкриттям і заснував Нобелівський фонд, який щороку фінансує Нобелівські премії.

    Невеликий динаміт вибух в лісовій місцевості.
    Малюнок\(\PageIndex{1}\) (люб'язно надано фахівцем з масових комунікацій 2-го класу Аарон Бурден, ВМС США; Джерело: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:US_Navy_090422-N-7130B-318.jpg(opens в новому вікні); Ліцензія: Громадське надбання)

    Енергія в хімічних зв'язках

    Хімічні реакції або вимагають енергії, або вивільняють енергію. Кількість енергії, необхідної або виділеної залежить від структури молекул, які беруть участь в реакції. Деякі реакції потрібно нагрівати протягом тривалого періоду часу, щоб відбулися зміни. Інші реакції виділяють енергію, дозволяючи віддавати тепло в навколишнє середовище. Цю енергію можна використовувати різними способами.

    Опалення

    Вугілля, природний газ, нафта - ці матеріали можна спалювати для отримання тепла. Реакція з киснем виділяє велику кількість енергії, здатної зігріти будинки і офіси. Деревина - ще один приклад хімічної речовини (так, дуже складного), яка буде виділяти енергію при згорянні.

    Транспортування

    Основним застосуванням нафтопродуктів є паливо для легкових автомобілів, вантажних автомобілів, літаків, поїздів та інших транспортних засобів. Використовувані хімічні речовини зазвичай представляють собою суміш сполук, що містять кілька атомів вуглецю в ланцюжку. При запаленні матеріалу майже миттєво створюється величезна кількість газу. Це збільшення обсягу дозволить переміщати поршні в двигуні внутрішнього згоряння для забезпечення потужності. Реактивний літак працює за аналогічним принципом - повітря потрапляє в передню частину двигуна і змішується з реактивним паливом. Ця суміш запалюється і утворюються гази створюють великий тиск, щоб виштовхнути площину вперед. Ідею можна побачити ще чіткіше в разі запуску ракети. Запалювання палива (твердотільного або рідкого) створює гази, що утворюються під великим тиском, які штовхають ракету вгору.

    Малюнок\(\PageIndex{2}\): Запуск ракети. (Надано NASA; Джерело: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Apollo_15_launch.jpg(opens в новому вікні); Ліцензія: Громадське надбання)

    Акумулятори

    Основним джерелом енергії, що виробляється хімічними реакціями, є акумулятори. Існує безліч типів акумуляторів, які працюють за допомогою різноманітних хімічних реакцій. Загальним принципом цих реакцій є вивільнення електронів, які потім можуть протікати по ланцюгу, виробляючи електричний струм.

    Малюнок\(\PageIndex{3}\): Автомобільний акумулятор. (Кредит: Тошинорі Баба; Джерело: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Honda_EV_02.JPG(opens у новому вікні); Ліцензія: Громадське надбання)

    Акумулятори використовуються в самих різних сферах застосування, серед них:

    1. ліхтарі
    2. годинник
    3. комп'ютери
    4. автомобілі
    5. гібридні транспортні засоби (забезпечують деяку потужність коліс)
    6. стільникові телефони

    Акумулятори в автомобілі, комп'ютерах, стільникових телефонах та інших пристроях зазвичай перезаряджаються. Електричний струм пропускається через батарею для забезпечення електронів, які зворотні (принаймні частково) хімічні реакції, спочатку використані для створення електричного струму. Зрештою, однак, систему більше не можна заряджати, а акумулятор доводиться викидати.

    Підігрівачі для рук

    Туристи, відпочиваючі та інші відпочиваючі на свіжому повітрі користуються хімічними реакціями, щоб тримати руки в теплі. Невеликі ємності з хімічними речовинами можуть зазнавати реакції на отримання тепла, яке можна використовувати, щоб уникнути обмороження. Деякі продукти містять залізні пилки, які будуть реагувати з повітрям для виділення теплової енергії. Ці типи грілок не можна використовувати повторно. Інші системи покладаються на виділення тепла, коли певні хімічні речовини кристалізуються. Якщо після використання грілку помістити в дуже гарячу воду, систему можна регенерувати.

    Резюме

    • Деякі хімічні реакції виділяють енергію, деякі вимагають енергії.
    • Енергія, що виділяється хімічними реакціями, може використовуватися різними способами.

    Рецензія

    1. Хто винайшов динаміт?
    2. Як нітрогліцерин став більш стійким?
    3. Яка енергія виділяється при спалюванні природного газу?
    4. Як згоряє бензин живлення автомобіля?
    5. Як батареї створюють енергію?
    6. Поясніть, як працює грілка для рук.