Kernkraftwerk Isar, Deutschland

Abgebrannten Kernbrennstoff Pool

Turbine eines Kernkraftwerks

Chemische Energie

Chemische Energie

Chemische Energie ist das Potenzial einer chemischen Substanz, eine Umwandlung durch eine chemische Reaktion zu durchlaufen oder sich in andere chemische Substanzen umzuwandeln. Das Bilden oder Brechen von chemischen Bindungen erfordert Energie. Diese Energie kann aus einem chemischen System absorbiert oder abgeleitet werden.

Die Energie, die durch eine Reaktion zwischen einem Satz chemischer Substanzen freigesetzt (oder absorbiert) werden kann, ist gleich der Differenz zwischen der Energiemenge der Produkte und der Reaktanten. Diese Energieänderung wird als innere Energie einer chemischen Reaktion bezeichnet.

Da die Stärke der chemischen Bindungen mit dem Abstand zwischen den chemischen Spezies zusammenhängt (tatsächlich sind die stärksten chemischen Bindungen diejenigen mit den chemischen Elementen, die an der engsten Bindung beteiligt sind), hängt die chemische Energie von der gegenseitigen Position der chemischen Bindungen ab. Partikel, die eine Substanz bilden. Daher ist chemische Energie die in chemischen Bindungen gespeicherte Energie. Diese Energie ist zu einem großen Teil auf die Summe der potentiellen Energie der elektrostatischen Wechselwirkungen der in der schwerfälligen Materie vorhandenen Ladungen zuzüglich der kinetischen Energie der Elektronen zurückzuführen.

Wenn Sie ein "Null-Niveau" an chemischer Energie haben, bei dem es keine chemischen Bindungen gibt, ist die chemische Energie negativ.

Resonanz ist ein chemisch-strukturelles Phänomen, das die chemische Energie im stabilisierenden Sinne stark beeinflusst. Die Reaktivität und Kinetik der verschiedenen Verbindungen leiden unter unterschiedlichen chemischen Energien.

Chemische Energie wird im Verlauf der Umwandlungen erzeugt, die auf der Ebene der Moleküle stattfinden.

Chemische Energie und Thermodynamik

Die chemische Energie steht in engem Zusammenhang mit der Thermodynamik, in der Konzepte der inneren Energie, der Enthalpie und der thermodynamischen Prozesse auftreten.

In der thermodynamischen Chemie wird der Begriff für die potentielle Energie als chemisches Potenzial bezeichnet. Bei der chemischen Umwandlung wird häufig die Gibbs-Duhem-Gleichung verwendet.

Die Änderung der inneren Energie eines Prozesses ist gleich der Änderung der Wärme, wenn sie unter konstanten Volumenbedingungen wie in einem Kalorimeter gemessen wird. Bei konstantem Druck ist die gemessene Wärme jedoch nicht immer gleich der inneren Energieänderung. Die Änderung der Wärme bei konstantem Druck wird Enthalpieänderung genannt.

Verwendung chemischer Energie in technischen Systemen

Ein weiterer nützlicher Begriff ist die Verbrennungswärme, die in der Verbrennungsreaktion freigesetzte Energie ist und häufig für die Untersuchung von Brennstoffen verwendet wird.

Technisch gesehen enthalten Kraftstoffe chemische Energie, die durch Verbrennung beispielsweise in Wärmekraftmaschinen in mechanische Energie umgewandelt wird. Der Brennstoff ermöglicht die Umwandlung der chemischen Reaktionsenergie der Verbrennung direkt in elektrische oder mechanische Energie.

Wenn Batterien verwendet werden, wird chemische Energie durch elektrochemische Redoxreaktionen direkt in elektrische Energie umgewandelt. Ein Akku verhält sich bei der Verwendung von Energie ähnlich wie eine Batterie, und umgekehrt kann elektrische Energie in Chemikalien umgewandelt und gespeichert werden.

Mögliche chemische Energie

Potentielle chemische Energie ist eine Form potentieller Energie, die mit der strukturellen Anordnung von Atomen oder Molekülen zusammenhängt. Diese Anordnung kann das Ergebnis chemischer Bindungen zwischen den Molekülen sein. Die chemische Energie einer Substanz kann durch chemische Reaktion in andere Energieformen umgewandelt werden.

El término similar de potencial químico se utiliza para indicar el potencial de una sustancia de experimentar un cambio de configuración, en la forma de reacción química, transporte espacial, intercambio de partícula con un reservorio.

Ejemplos de energía química

A continuación unos cuantos ejemplos de energía química:

  • Energía nuclear. En las reacciones nucleares de fisión o fusión se generan alteraciones químicas en los átomos que se transforman en energía química.
  • La combustión de un combustible. Un ejemplo de este caso lo tenemos al quemar un combustible y obtener energía térmica en forma de calor.
  • La digestión por parte de un organismo vivo. Los alimentos, a través de determinadas reacciones en el estómago se convierten en energía química para el organismo.
  • Die photosíntesi. Grüne Pflanzen gewinnen Energie durch Umwandlung von Sonnenenergie in chemische Energie in der Photosynthese, elektrische Energie kann durch elektrochemische Reaktionen in chemische Energie umgewandelt werden.

 

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Geändert am: 25. November 2016

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