1。燃焼: これは、化学エネルギーを熱に変換する最も一般的な方法です。それは、熱と光を生成するために、通常は酸素、通常は酸素との物質との間の迅速な反応を伴います。
* 燃える燃料: 木材、石炭、天然ガス、プロパン、またはガソリンの燃焼は、保存された化学エネルギーを熱として結合に放出します。
* 爆発: 爆発は非常に急速な燃焼形態であり、短時間で大量の熱を放出します。
2。化学反応: 多くの化学反応は熱を放出します。これは発熱反応として知られるプロセス 。
* 中和反応: 強酸を強いベースと混合すると、熱が放出されます。
* いくつかの塩を溶かす: 水中に水酸化ナトリウム(NaOH)などの特定の塩を溶解すると、熱が放出されます。
3。生化学反応: 生物は、食物分子に保存された化学エネルギーを使用して熱を生成します。
* 細胞呼吸: このプロセスは、酸素の存在下でグルコースを分解し、細胞の主要なエネルギー通貨である熱とATP(アデノシン三リン酸)としてエネルギーを放出します。
これが分子レベルでどのように機能するか
* 化学結合: 化学エネルギーは、分子内の原子間の結合に保存されます。これらの結合には、ある程度のポテンシャルエネルギーがあります。
* 絆の破壊と形成: 化学反応が発生すると、結合が壊れ、エネルギーが放出されます。新しい結合も形成されており、エネルギー入力が必要になる場合があります。吸収されるよりも多くのエネルギーが放出される場合、反応は発熱性で熱を生成します。
日常生活における化学エネルギーのエネルギー変換への例:
* ろうそくを燃やす: ワックスは酸素と反応し、熱と光を放出します。
* ガスストーブの使用: 天然ガスは燃え、食物を調理するために熱を発生させます。
* ライターを使用: 軽い液体は燃焼を受け、火を発生させて火炎を発生させます。
* 私たちの体: 私たちは食物を消費し、私たちの体は食物分子を分解して、熱としてエネルギーを放出し、筋肉やその他の機能を促進します。
すべての化学反応が熱を生成するわけではないことに注意することが重要です。一部の反応は周囲から熱を吸収し、吸熱反応を作ります 。ただし、エネルギー変換の原理は同じままです。化学結合を破壊して形成すると、エネルギーの変化が生じ、これは熱として現れる可能性があります。