6.1: 能源基础

化学反应，例如点燃火柴时发生的化学反应涉及能量和物质的变化。

化学变化及其伴随的能量变化是日常生活的重要组成部分。食物中的大量营养素会发生新陈代谢反应，从而提供能量以保持人体机能。各种燃料（汽油，天然气，煤）燃烧产生的能量用于运输、供暖和发电。工业化学反应使用大量能量来生产原材料（例如铁和铝）。然后，能源被用来将这些原材料制成有用的产品，例如汽车、摩天大楼和桥梁。

人类使用的能量90%以上来自太阳。每天，太阳为地球提供的能量几乎是该天满足世界所有能量需求所需能量的10,000倍。面临的挑战仍然是寻找方法来转换和存储传入的太阳能，以便将其用于既方便又无污染的反应或化学过程中。植物和许多细菌通过光合作用捕获太阳能。当燃烧木材，煤炭，石油或其它植物产品（例如乙醇）时，人类释放储存在植物中的能量。它们还通过食用直接来自植物的食物来利用这种能量为身体提供能量。

热化学

与化学和物理变化过程中吸收或释放的热量有关的重要科学领域的基本思想＆mdash;称为热化学。这些概念已在几乎所有科学和技术领域中广泛使用。食品科学家利用热化学来确定食品的能量含量。生物学家研究了生物体的能量，例如糖类通过新陈代谢燃烧成二氧化碳和水。石油、天然气和运输行业，可再生能源提供商以及许多其他公司都在努力寻找更好的方法来生产满足商业和个人需求的能源。工程师努力提高能源效率，找到更好的方式为房屋供暖和制冷，制冷食品和饮料，以及满足计算机和电子产品的能源和散热需求。对于化学家、物理学家、生物学家、地质学家、各种类型的工程师，以及几乎任何学习或从事任何科学学科的人员，了解热化学原理都是必不可少的。

能源

能源可以定义为供热或做功的能力。 工作（ w ）的一种类型是使物质抵抗相反力运动的过程。例如，在给自行车轮胎充气时-mdash;物质（轮胎中的空气）抵抗轮胎中已经存在的空气的反作用力而移动。

就像物质一样，能量有不同的类型。一种方案将能量分为两类:势能，即物体因其相对位置，组成或条件而具有的能量，以及动能，即物体因其运动而具有的能量。

瀑布或水坝顶部的水由于其位置而具有势能;当它向下流经发电机时，它具有动能，可用于在水力发电厂中做功和发电。电池具有势能，因为其中的化学物质可以产生可以工作的电能。

本文改编自 OpenStax 化学2e，第5.1节:能源基础 。