Princípios Básicos de Energia

Porque é que o metal de sódio reage com água para fazer gás de hidrogênio, mas o cloreto de sódio simplesmente se dissolve, isto pode ser explicado através do estudo da relação entre a química e a energia, chamada de termoquímica'Todas as formas de matéria estão associadas com energia, que pode ser medida como calor ou trabalho. Os dois principais tipos de energia são a energia potencial e a energia cinética. A energia potencial descreve as forças posicionais que atuam sobre o objeto.

Uma rocha no topo de uma colina tem mais energia potencial do que uma rocha na base porque a rocha na parte superior está mais longe do centro de massa da Terra. A energia cinética é a energia de um objeto em movimento. Se uma pedra é empurrada para fora da colina, perde energia potencial mas ganha energia cinética à medida que se move.

Isto também se aplica aos átomos ou moléculas que compõem um objeto. Um objeto em repouso ainda tem energia cinética porque os seus átomos componentes podem vibrar. Esta forma de energia cinética é chamada de energia térmica.

Um objeto tem uma energia cinética mais elevada e, consequentemente uma energia térmica mais elevada quando os átomos se movem mais vigorosamente. Este objeto é visto como quente. As moléculas também têm energia potencial chamada de energia química, que está associada à posição relativa dos elétrons e núcleos.

Durante uma reação, a energia química é convertida noutras formas de energia, como a luz, ou a energia que é libertada, por exemplo sob a forma de calor. A quantidade de energia transformada depende da estrutura molecular dos reagentes. Num candeeiro a gás, o acetileno torna-se dióxido de carbono e água, libertando uma grande quantidade de energia como luz.

Por outro lado, a adição de hidróxido de sódio ao ácido clorídrico, liberta uma menor quantidade de energia, como calor. Para estudar as mudanças energéticas, ajuda dividir o universo num sistema'que contém o processo que está a ser observado, e o ambiente'que é tudo o resto. O sistema pode ser aberto, o que significa que tanto a energia como a massa podem ser trocadas entre o sistema e o meio envolvente.

O sistema pode ser fechado, onde apenas a energia é trocada, ou o sistema pode ser isolado, onde nem a massa nem a energia são trocadas.