Basisprincipes van energie

Waarom reageert natriummetaal met water om waterstofgas te maken, maar lost natriumchloride gewoon op? Dit kan worden verklaard door de relatie tussen chemie en energie te bestuderen, genaamd thermochemie'Alle vormen van materie worden geassocieerd met energie, die kan worden gemeten als warmte of arbeid. De twee belangrijkste soorten energie zijn potentiële en kinetische energie.

Potentiële energie beschrijft de positionele krachten die op het object inwerken. Een rots op de top van een heuvel heeft meer potentiële energie dan een rots onderaan, omdat de rots bovenaan zich verder van het massamiddelpunt van de aarde bevindt. Kinetische energie is de energie van een bewegend object.

Als een rots van de heuvel wordt geduwd, verliest hij potentiële energie, maar krijgt hij kinetische energie terwijl hij beweegt. Dit geldt ook voor de atomen of moleculen waaruit een object bestaat. Een object in rust heeft nog kinetische energie omdat de samenstellende atomen kunnen trillen.

Deze vorm van kinetische energie wordt thermische energie genoemd. Een object heeft een hogere kinetische energie en daardoor hogere thermische energie wanneer de atomen krachtiger bewegen. Dit object wordt als heet ervaren.

Moleculen hebben ook potentiële energie, chemische energie genaamd, die wordt geassocieerd met de relatieve positie van elektronen en kernen. Tijdens een reactie wordt chemische energie omgezet in andere vormen van energie, zoals licht, of komt er energie vrij, zoals in de vorm van warmte. De hoeveelheid getransformeerde energie hangt af van de moleculaire structuur van reactanten.

In een gaslamp brandt acetyleen in kooldioxide en water, waardoor een grote hoeveelheid energie als licht vrijkomt. Aan de andere kant geeft het toevoegen van natriumhydroxide aan zoutzuur een kleinere hoeveelheid energie vrij, als warmte. Om energieveranderingen te bestuderen, helpt het om het universum te verdelen in een systeem'dat het waargenomen proces bevat, en de omgeving'dat al het andere is.

Het systeem kan open zijn, wat betekent dat zowel energie als massa kan worden uitgewisseld tussen het systeem en de omgeving. Het systeem kan gesloten zijn, waarbij alleen energie wordt uitgewisseld, of het systeem kan geïsoleerd zijn, waar geen massa of energie worden uitgewisseld.