化学エネルギーの20の例（写真付き） - 化学 - 2025

化学エネルギーの例の中には、バッテリー、バイオマス、石油、天然ガス、石炭があります。化学エネルギーとは、化学物質内に蓄積されたエネルギーであり、これにより、原子や分子内のエネルギーになります。

ほとんどの場合、それは化学結合のエネルギーと見なされますが、この用語には、原子とイオンの電子配置に格納されたエネルギーも含まれます。

ニューロンは化学エネルギーによって通信することができます

これは、反応が発生するまで観察されないポテンシャルエネルギーの一種です。一般に、化学エネルギーが物質から放出されると、それは完全に新しい物質に変わります。

化学エネルギーの20の顕著な例

1-薪を燃やす

何千年もの間、木材はエネルギー源でした。キャンプファイヤーの周りでは、木材が燃え、木材が燃えると、木材のセルロース分子の結合に蓄積された化学エネルギーが熱と光を放出します。

2-石炭を燃やす

産業革命の間、列車などの蒸気機関はエネルギー源として石炭を使用していました。

石炭が燃焼すると、水を蒸発させ、ピストンの動きで運動エネルギーを生成するために使用された熱を放出します。

今日では蒸気機関は使用されていませんが、石炭は電気と熱を生成するためのエネルギー源としてまだ使用されています。

3-ガソリン

石油やガスなどの液体燃料は、人間の文明にとって化学エネルギーの最も経済的に重要な形態の一部です。

発火源が提供されると、これらの化石燃料は即座に変換され、その過程で膨大な量のエネルギーが放出されます。

そのエネルギーは、特に輸送目的のために、多くの方法で利用されます。

車のアクセルを踏むと、タンク内のガスが機械のエネルギーに変換され、車が前進し、移動する車の形状に運動エネルギーが発生します。

4-天然ガス

グリルで調理するためにプロパンガスを燃焼させると、プロパン分子の結合に蓄積された化学エネルギーが破壊され、調理のために熱が放出されます。

同様に、メタンなどの天然ガスは、ガソリンとディーゼルの代替として自動車に動力を供給するために使用されています。

5-酸化還元電位

化学元素は電子を放棄または受け入れる能力を持っています。そうすることにより、それらは要素に応じて多かれ少なかれエネルギーの状態のままになります。

1つの要素が1つの電子を別の電子に移動するとき、それらのエネルギー状態の違いはレドックス電位と呼ばれます。

慣例により、差が正の場合、反応は自然に発生します。

6-バッテリーと電池

酸化電位は、バッテリーが動作する基盤です。ある要素が別の要素に電子を与えるとき、それはワイヤーを通って移動し、携帯電話、リモコン、おもちゃなどの電子機器に電力を供給する電気エネルギーを生成します。

7-生体電気エネルギー

電気ウナギ（electrophorus electricus）や深海魚（melanocetus johnsonii）など、外部で生物電気を生成できるいくつかの種があります。

実際、生物電気はすべての生物に存在しています。これらの例は、膜電位と神経シナプスです。

8-光合成

光合成中、太陽光のエネルギーは化学エネルギーに変換され、炭水化物の結合に蓄積されます。

その後、植物は炭水化物分子の結合に蓄えられたエネルギーを成長と修復に使用できます。

9-食べ物

人々が植物や動物から食べたものは、身体が動いて機能するために使用する蓄積された化学エネルギーの一種です。

食品が調理されると、加えられる熱エネルギーの結果として、化学結合からエネルギーの一部が放出されます。

人々が食べた後、消化プロセスは化学エネルギーを彼らの体が使用できる形にさらに変換します。

10-細胞呼吸

細胞呼吸の間、私たちの体はグルコース分子を取り込み、分子を結合している結合を破壊します。

これらの結合が切断されると、これらの結合に保存されている化学エネルギーが解放され、ATP分子を生成するために使用されます。

11-筋肉の動きと運動

筋肉の動きは、体が化学エネルギーを使用して機械エネルギーまたは運動エネルギーに変換する方法の例です。

ATPに含まれるエネルギーを使用すると、骨格筋のタンパク質にコンフォメーションの変化が発生し、緊張したりリラックスしたりして、物理的な動きを引き起こします。

12-化学分解

生き物が死ぬとき、それらの化学結合に含まれるエネルギーはどこかに行く必要があります。細菌や真菌はこのエネルギーを発酵反応に使用します。

13-水素と酸素

水素は軽くて可燃性のガスです。酸素と結合して爆発的に熱を放出します。

これらの車両が水素で膨張させられたため、これがヒンデンブルク飛行船の悲劇の原因でした。今日、この反応はロケットを宇宙に推進するために使用されています。

14-爆発

爆発は非常に速く起こり、大量のエネルギーを放出する化学反応です。爆発物が発射されると、爆発物に保存されている化学エネルギーが変化し、音響エネルギー、運動エネルギー、熱エネルギーに移動します。

これらは、生成される音、動き、熱で観察できます。

15-酸の中和

塩基で酸を中和するとエネルギーが放出されます。これは、反応が発熱性であるためです。

16-水中の酸

また、酸を水で希釈すると、発熱反応が起こります。その際、酸の飛散を避けるために細心の注意を払う必要があります。酸を希釈する正しい方法は、常にそれを水に加え、決してその逆ではないことです。

17-冷却ジェル

スポーツで使用される冷たい容器は化学エネルギーの例です。水で満たされた内部バッグが壊れると、硝酸アンモニウムの顆粒と反応し、反応中に新しい化学結合を生成して、環境からエネルギーを吸収します。

化学エネルギーが新しい結合に保存される結果、冷たい容器の温度が下がります。

18-ゲルサーマルバッグ

冷たい手や筋肉の痛みを温めるために使用されるこれらの便利なバッグには、化学物質が含まれています。

パッケージを壊して使用すると、化学物質が活性化します。これらの化学物質が混合し、それらが放出する化学エネルギーがパッケージを暖める熱を生成します。

19-塩酸中のアルミニウム

実験室での化学反応：塩酸溶液にアルミホイルを加える。

反応中に多くの化学結合が切断されて化学エネルギーが放出され、溶液の温度が上昇するため、試験管は非常に高温になります。

20-原子力

化学エネルギーの例ではありませんが、言及する価値があります。核分裂すると、いくつかの小さな断片に分かれます。

これらの破片、または核分裂生成物は、元の質量の半分にほぼ等しい。2つまたは3つの中性子も放出されます。

これらのフラグメントの質量の合計は、元の質量よりも少なくなります。この「失われた」質量（元の質量の約0.1％）は、アインシュタインの方程式に従ってエネルギーに変換されています。

化学エネルギーを理解するための追加の概念

化学反応には、化学結合（イオン結合と共有結合）の作成と切断が含まれます。システムの化学エネルギーは、これらの結合の作成と切断によって解放または吸収されるエネルギーです。

結合の切断にはエネルギーが必要であり、結合の形成にはエネルギーが必要です。また、全体的な反応は、生成物に対する反応物の安定性の一般的な変化に基づいて、エンダーゴニック（ΔG<0）またはエクセルゴニック（ΔG> 0）になります（Chemical Energy、SF ）。

化学エネルギーは私たちの生活の中で重要な役割を果たしています。単純な反応とレドックス化学、結合の切断と形成により、エネルギーを抽出して利用できる方法で利用できます。

参考文献

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