Kas ir potenciālā ķīmiskā enerģija?

Saišu veidošanās un pārraušana starp atomiem ir visas potenciālās ķīmiskās enerģijas avots. Atkarībā no šādu saišu stipruma uzkrātās enerģijas daudzums mainīsies. Ļoti spēcīgas saites uzglabā nelielu enerģijas daudzumu, un vājas saites uzglabā lielākus daudzumus. Spēcīgas saites ir ļoti stabilas, un, lai to pārrautu, nepieciešama papildu enerģija, kas nozīmē, ka pārraušanas laikā tiek atbrīvots mazāk enerģijas. Pretēji ir vājām saitēm, tāpēc tām ir nepieciešams maz pievienotās enerģijas kā sprūda, lai pārtrauktu un atbrīvotu daudz enerģijas.

Šis potenciālās ķīmiskās enerģijas princips ir daudzu pasaules enerģijas avotu izmantošanas pamatā. Ogļūdeņražu kurināmie, kas pazīstami arī kā fosilie kurināmie, piemēram, ogles, nafta un tās rafinētie atvasinājumi, satur ļoti lielu daudzumu potenciālās ķīmiskās enerģijas. Dedzinot, šo vielu molekulas tiek apvienotas ar skābekli. Tā rezultātā dažas molekulārās saites tiek pārrautas starp noteiktiem molekulu atomiem un veidojas citas, jo skābekļa atomi tiek iekļauti molekulārajā struktūrā, un šo procesu sauc par oksidāciju. Rezultāts ir potenciālās ķīmiskās enerģijas izdalīšanās siltuma un gaismas veidā, bet jo īpaši siltuma veidā, ko izmanto un izmanto mašīnu darbināšanai un pārvērš elektrībā.

Uzkrāto enerģiju izsaka standarta starptautiskajās vienībās (SI) megadžoulos uz kilogramu (Mj/kg), un vielā uzkrāto enerģijas daudzumu attiecībā pret konkrēto masu sauc par enerģijas blīvumu. Tas ļauj salīdzināt vienā vielā uzkrātās potenciālās ķīmiskās enerģijas daudzumu ar citu pēc masas. Šāda veida enerģija var tikt atbrīvota dažādos veidos. Fosilā kurināmā gadījumā tas parasti izdalās sadedzinot. Vielas, piemēram, pārtika, tas izdalās ķermeņa vielmaiņas procesos, kas ir ķīmiski identiski dedzināšanai, bet tiek veikti daudz lēnāk un kontrolēti.

Sprāgstvielas, piemēram, dinamīts un nitroglicerīns, ļoti ātri atbrīvo savu potenciālo ķīmisko enerģiju, kas piešķir tām sprādzienbīstamās īpašības. Lielākajai daļai sprāgstvielu ir salīdzinoši mazs potenciālās ķīmiskās enerģijas daudzums pēc masas, pat salīdzinot ar tādām lietām kā cukurs, taču to ķīmiskās īpašības ļauj šai enerģijai izdalīties gandrīz acumirklī. Piemēram, nitroglicerīns satur 6.5 Mj/kg, bet jēlcukurniedres – 19 Mj/kg.