20 أمثلة على الطاقة الكيميائية (بالصور) - كيمياء - 2025

من بين أمثلة الطاقة الكيميائية ، يمكننا أن نجد البطاريات أو الكتلة الحيوية أو الزيت أو الغاز الطبيعي أو الفحم. الطاقة الكيميائية هي الطاقة المخزنة في المواد الكيميائية ، مما يجعلها طاقة داخل الذرات والجزيئات.

في معظم الأحيان ، تعتبر طاقة الروابط الكيميائية ، ولكن المصطلح يشمل أيضًا الطاقة المخزنة في الترتيب الإلكتروني للذرات والأيونات.

يمكن للخلايا العصبية التواصل عن طريق الطاقة الكيميائية

إنه شكل من أشكال الطاقة الكامنة التي لن يتم ملاحظتها حتى يحدث التفاعل. بشكل عام ، بمجرد إطلاق الطاقة الكيميائية من مادة ما ، فإنها تتحول إلى مادة جديدة تمامًا.

20 أمثلة بارزة للطاقة الكيميائية

1- حرق الخشب

لآلاف السنين كان الخشب مصدرًا للطاقة. حول نار المخيم ، يحترق الحطب وعندما يحترق الخشب ، تطلق الطاقة الكيميائية المخزنة في روابط جزيئات السليلوز في الخشب الحرارة والضوء.

2- حرق الفحم

خلال الثورة الصناعية ، استخدمت المحركات البخارية ، مثل القطارات ، الفحم كمصدر للطاقة.

عندما يحترق الفحم ، يطلق الحرارة التي تم استخدامها لتبخير الماء وإنتاج طاقة حركية بحركة المكبس.

على الرغم من عدم استخدام المحركات البخارية اليوم ، لا يزال الفحم يستخدم كمصدر للطاقة لتوليد الكهرباء والحرارة.

3- البنزين

يعد الوقود السائل مثل النفط أو الغاز من أهم أشكال الطاقة الكيميائية للحضارة البشرية اقتصاديًا.

عندما يتم توفير مصدر الإشعال ، يتم تحويل أنواع الوقود الأحفوري هذه على الفور ، مما يؤدي إلى إطلاق كمية هائلة من الطاقة في هذه العملية.

يتم تسخير هذه الطاقة بعدة طرق ، خاصة لأغراض النقل.

عندما تضغط على دواسة الوقود في سيارتك ، يتم تحويل الغاز الموجود في الخزان إلى طاقة ميكانيكية تدفع السيارة إلى الأمام ، والتي تولد بعد ذلك طاقة حركية على شكل السيارة المتحركة.

4- الغاز الطبيعي

عندما يتم حرق غاز البروبان للطهي على الشواية ، فإن الطاقة الكيميائية المخزنة في روابط جزيئات البروبان تنكسر ويتم إطلاق الحرارة للطهي.

بنفس الطريقة ، يتم استخدام الغاز الطبيعي ، مثل الميثان ، كبديل للبنزين والديزل لتشغيل المركبات.

5- إمكانات الأكسدة والاختزال

العناصر الكيميائية لها القدرة على التخلي عن الإلكترونات أو قبولها. من خلال القيام بذلك ، يظلون في حالة طاقة أكبر أو أقل اعتمادًا على العنصر.

عندما ينقل أحد العناصر إلكترونًا إلى آخر ، فإن الاختلاف بين حالات الطاقة هذه يسمى جهد الأكسدة والاختزال.

حسب العرف ، إذا كان الاختلاف موجبًا ، يحدث رد الفعل تلقائيًا.

6- البطاريات والخلايا الفولتية

احتمال الأكسدة هو الأساس الذي تعمل به البطاريات. عندما يعطي عنصر إلكترونًا لآخر ، فإنه ينتقل عبر سلك ينتج طاقة كهربائية تعمل على تشغيل الأجهزة الإلكترونية مثل الهواتف المحمولة وأجهزة التحكم عن بعد والألعاب وما إلى ذلك.

7- الطاقة الحيوية

هناك بعض الأنواع ، مثل الثعابين الكهربائية (electrophorus electricus) أو الأسماك السحيقة (melanocetus johnsonii) القادرة على توليد الطاقة الحيوية خارجيًا.

في الواقع ، الكهرباء الحيوية موجودة في جميع الكائنات الحية. ومن الأمثلة على ذلك إمكانات الغشاء والمشابك العصبية.

8- التمثيل الضوئي

أثناء عملية التمثيل الضوئي ، يتم تحويل الطاقة في ضوء الشمس إلى طاقة كيميائية مخزنة في روابط الكربوهيدرات.

يمكن للنباتات بعد ذلك استخدام الطاقة المخزنة في روابط جزيئات الكربوهيدرات للنمو والإصلاح.

9- الغذاء

الغذاء الذي يأكله الناس ، سواء من نبات أو حيوان ، هو شكل من أشكال الطاقة الكيميائية المخزنة التي تستخدمها الأجسام للتحرك والعمل.

عند طهي الطعام ، يتم إطلاق بعض الطاقة من روابطه الكيميائية نتيجة للطاقة الحرارية التي يتم تطبيقها.

بعد أن يأكل الناس ، تحول عملية الهضم الطاقة الكيميائية إلى شكل يمكن لأجسامهم استخدامه.

10- التنفس الخلوي

أثناء التنفس الخلوي ، تأخذ أجسامنا جزيئات الجلوكوز وتكسر الروابط التي تمسك الجزيئات معًا.

عندما تنكسر هذه الروابط ، يتم إطلاق الطاقة الكيميائية المخزنة في هذه الروابط واستخدامها لصنع جزيئات ATP ، وهي شكل من أشكال الطاقة القابلة للاستخدام بالنسبة لنا.

11- حركة العضلات والتمارين الرياضية

حركة العضلات هي مثال على كيفية استخدام الجسم للطاقة الكيميائية لتحويلها إلى طاقة ميكانيكية أو حركية.

عند استخدام الطاقة الموجودة في ATP ، تحدث تغييرات توافقية في بروتينات العضلات الهيكلية مما يؤدي إلى توترها أو الاسترخاء ، مما يتسبب في الحركة الجسدية.

12- التحلل الكيميائي

عندما تموت الكائنات الحية ، يجب أن تذهب الطاقة الموجودة في روابطها الكيميائية إلى مكان ما. تستخدم البكتيريا والفطريات هذه الطاقة في تفاعلات التخمير.

13- الهيدروجين والأكسجين

الهيدروجين غاز خفيف وقابل للاشتعال. بالاشتراك مع الأكسجين ، يطلق الحرارة بشكل متفجر.

كان هذا هو سبب مأساة المنطاد هيندنبورغ حيث تم نفخ هذه المركبات بالهيدروجين. يستخدم رد الفعل هذا اليوم لدفع الصواريخ إلى الفضاء.

14- الانفجارات

الانفجارات هي تفاعلات كيميائية تحدث بسرعة كبيرة وتطلق الكثير من الطاقة. عندما يتم إطلاق مادة متفجرة ، تتغير الطاقة الكيميائية المخزنة في المتفجرات ويتم تحويلها إلى طاقة صوتية وطاقة حركية وطاقة حرارية.

يمكن ملاحظتها في الصوت والحركة والحرارة التي يتم إنشاؤها.

15- معادلة الأحماض

تحييد حمض بقاعدة تطلق طاقة. هذا لأن التفاعل طارد للحرارة.

16- حمض في الماء

يحدث تفاعل طارد للحرارة أيضًا عند تخفيف حمض في الماء. يجب توخي الحذر الشديد عند القيام بذلك لتجنب تناثر الحمض. الطريقة الصحيحة لتخفيف الحمض هي إضافته دائمًا إلى الماء وليس العكس.

17- جل التبريد

تعتبر الحاويات الباردة المستخدمة في الرياضة أمثلة على الطاقة الكيميائية. عندما ينكسر الكيس الداخلي المملوء بالماء ، فإنه يتفاعل مع حبيبات نترات الأمونيوم ويخلق روابط كيميائية جديدة أثناء التفاعل ، يمتص الطاقة من البيئة.

نتيجة لتخزين الطاقة الكيميائية في روابط جديدة ، تنخفض درجة حرارة الحاوية الباردة.

18- أكياس جل حرارية

هذه الأكياس المفيدة التي تُستخدم لتدفئة اليدين الباردة أو آلام العضلات تحتوي على مواد كيميائية.

عندما تكسر العبوة لاستخدامها ، يتم تنشيط المواد الكيميائية. تختلط هذه المواد الكيميائية وتنتج الطاقة الكيميائية التي تطلقها حرارة تسخن العبوة.

19- الألمنيوم في حمض الهيدروكلوريك

في تفاعل كيميائي في المختبر: تتم إضافة رقائق الألومنيوم إلى محلول حمض الهيدروكلوريك.

يصبح أنبوب الاختبار ساخنًا جدًا لأن العديد من الروابط الكيميائية تنكسر أثناء التفاعل ، مما يؤدي إلى إطلاق طاقة كيميائية ، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة المحلول.

20- الطاقة النووية

على الرغم من عدم كونه مثالاً على الطاقة الكيميائية ، إلا أنه من الجدير بالذكر. عندما تنقسم النواة ، فإنها تنقسم إلى عدة أجزاء أصغر.

هذه الشظايا ، أو نواتج الانشطار ، تساوي تقريبًا نصف الكتلة الأصلية. ينبعث أيضًا نيوترونان أو ثلاثة.

مجموع كتل هذه الأجزاء أقل من الكتلة الأصلية. هذه الكتلة "المفقودة" (حوالي 0.1٪ من الكتلة الأصلية) تم تحويلها إلى طاقة وفقًا لمعادلة أينشتاين.

مفاهيم إضافية لفهم الطاقة الكيميائية

تتضمن التفاعلات الكيميائية تكوين وكسر روابط كيميائية (أيونية وتساهمية) والطاقة الكيميائية للنظام هي الطاقة المنبعثة أو الممتصة بسبب تكوين وكسر هذه الروابط.

يتطلب كسر الرابطة طاقة ، وتكوين روابط تطلق طاقة ، ويمكن أن يكون التفاعل الكلي مسببًا للطاقة (ΔG <0) أو طارد للطاقة (ΔG> 0) استنادًا إلى التغيرات العامة في استقرار المواد المتفاعلة مع المنتجات (الطاقة الكيميائية ، SF).

تلعب الطاقة الكيميائية دورًا مهمًا في كل يوم من حياتنا. من خلال التفاعلات البسيطة وكيمياء الأكسدة والاختزال ، وكسر وتشكيل الروابط ، يمكن استخراج الطاقة وتسخيرها بطريقة قابلة للاستخدام.

المراجع

1. برامج AJ والوسائط المتعددة. (2015). الانشطار النووي: الأساسيات. تعافى من atomicarchive.com.
2. بارث ، ب. (SF). أمثلة على الطاقة الكيميائية. تعافى من greenliving.lovetoknow.com.
3. أمثلة الطاقة الكيميائية. (سادس). تعافى من softschools.com.
4. الطاقة الكيميائية. (سادس). تعافى من science.uwaterloo.
5. Encyclopædia Britannica. (2016 ، 16 سبتمبر). الطاقة الكيميائية. تعافى من britannica.com.
6. Helmenstine ، AM (2017 ، 15 مارس). ما هو مثال على الطاقة الكيميائية؟ تعافى من thinkco.com.
7. Jiaxu Wang ، JW (2015 ، 11 ديسمبر). إمكانية التخفيض القياسية. تعافى من chem.libretexts.org.
8. Solomon Koo ، BN (2014 ، 1 مارس). الطاقة الكيميائية. تعافى من chem.libretexts.org.