L'énergie chimique est stockée et libérée par la fabrication et la rupture de liaisons entre atomes. Il est généralement libéré lorsque les liaisons sont formées, et il est nécessaire de les briser. Parfois, cependant, les composés peuvent être formés que de stocker l'énergie et libèrent plus tard en subissant des réactions chimiques, ou se réorganiser en molécules qui, ensemble, ont moins d'énergie. Ces composés peuvent être créés par des processus naturels, et par l'homme. Il est également possible de produire de l'électricité par voie chimique. Il existe de nombreux exemples de l'énergie chimique en action, à la fois naturel et artificiel, y compris la photosynthèse, la respiration, la combustion, des explosifs et des batteries.
Réactions chimiques
Une réaction chimique aura lieu lorsque les atomes impliqués peuvent atteindre un état d'énergie plus faible par se réorganiser d'une manière différente. Par exemple, les deux hydrogènes molécules peuvent se combiner avec l'un des oxygènes pour produire deux molécules d'eau. Certains énergie - comme une flamme nue ou une étincelle - est nécessaire pour rompre les liaisons dans les molécules existantes, mais beaucoup plus est libérée par la formation de nouvelles obligations. Les molécules d'hydrogène et d'oxygène peuvent être considérées comme le stockage d'énergie qui peut être libérée dans les bonnes circonstances. La réaction inverse, séparation de l'eau en hydrogène et oxygène, prend beaucoup d'énergie, ce qui explique pourquoi l'eau est très stable.
Photosynthèse
Dans de bonnes conditions, il est possible de créer des molécules qui peuvent stocker beaucoup d'énergie, mais cela doit d'abord être alimenté à partir quelque part. Un des meilleurs exemples de stockage de l'énergie chimique est la photosynthèse par les plantes vertes. Dans ce cas, la lumière du soleil fournit la puissance pour combiner le carbone de l'atmosphère de dioxyde avec de l'eau pour produire des molécules de sucre, où la plante utilise pour l'alimentation humaine. Etant donné que le sucre a plus d'énergie que le dioxyde de carbone et de l'eau, ils ne peuvent pas se combiner directement. La photosynthèse, cependant, est un processus complexe qui crée le sucre indirectement dans une série d'étapes, en utilisant la puissance du Soleil.
Respiration
La respiration cellulaire peut être considérée comme le contraire de la photosynthèse. Lorsqu'une personne ou un autre animal mange du matériel végétal, les molécules de sucre sont décomposés, produire du dioxyde de carbone et en eau. Depuis ceux-ci, ensemble, ont moins d'énergie que le sucre, une partie est libérée. Il est stocké dans une molécule appelée adénosine triphosphate (ATP) par l'addition d'un groupe phosphate à une autre molécule appelée adénosine diphosphate (ADP). Il peut être à nouveau libéré, le cas échéant, par l'élimination de ce groupe phosphate; bien que peu d'énergie est nécessaire pour ce faire, beaucoup plus est libéré par les nouvelles obligations que les formulaires de groupe de phosphate seules.
Combustion et combustibles
Un des exemples les plus connus de l'énergie chimique est combustion. Il s'agit généralement d'une réaction dans laquelle du carbone et de l'hydrogène dans les substances organiques, telles que du bois ou de l'huile, se combinent avec l'oxygène de l'air pour produire du dioxyde de carbone, l'eau, la lumière et la chaleur. Il peut également impliquer d'autres éléments, cependant. Combustion entraîne l'automobile, les pouvoirs de la majorité des stations de production d'électricité, et fournit des installations de chauffage et de cuisson pour de nombreux foyers.
Les combustibles utilisés pour les procédés de combustion peuvent être considérés comme des magasins de produits chimiques de l'énergie, dont une grande partie a finalement venir du Soleil. Le charbon , le pétrole et le gaz naturel proviennent des restes de plantes et d'animaux anciens qui ont obtenu leur énergie de la photosynthèse ou en mangeant des plantes qui l'ont fait. Ces matières organiques sont devenues enterré dans la boue et le limon, pour finalement former les dépôts qui sont exploitées aujourd'hui.
Explosifs
Ces substances sont également des réserves d'énergie. Leurs molécules sont constituées d'atomes qui peuvent se réorganiser en d'autres molécules qui ont beaucoup moins d'énergie, et quand cela arrive, la différence est libérée sous forme de lumière et de chaleur. Explosifs modernes sont généralement des composés organiques nitrés, ce qui signifie qu'ils sont composés carbone-hydrogène qui ont eu azote -oxygène groupes ajoutés à eux. Il s'agit généralement d'une formation relativement instable: avec une petite relance assez, les liens existants briser, et les atomes se regrouper dans des molécules avec une énergie beaucoup plus faible, tels que le dioxyde de carbone, de l'eau et de l'azote. La lumière et la chaleur dégagée, combiné avec la transformation extrêmement rapide d'un solide ou un liquide en gaz, produit une violente explosion.
Batteries: électricité à partir de produits chimiques
Les réactions chimiques peuvent également être utilisées pour produire de l'électricité. Atomes de certains éléments peuvent facilement donner des électrons, tandis que d'autres aiment à gagner des électrons. Batteries exploiter cet état de fait en disposant deux éléments différents ou des composés d'une manière telle que les électrons peuvent circuler de l'un à l'autre lorsqu'ils sont connectés à un circuit, en formant un courant électrique. Une grande variété de substances différentes peuvent être utilisées pour convertir l'énergie chimique en électricité de cette façon, et ainsi il existe de nombreux types différents de batteries qui peuvent être utilisés à des téléphones de puissance, de petits ordinateurs et des circuits électriques dans des voitures, entre autres choses.