Potentielle Energie

Potentielle Energie ist eine gespeicherte Form von Energie, die das Potenzial hat, Arbeit zu verrichten und daher in kinetische Energie umgewandelt werden kann. Gravitationsenergie ist zum Beispiel die potentielle Energie, die in der Gravitationskraft enthalten ist. Chemische Energie ist die potentielle Energie, die in Molekülen gespeichert ist durch ihre Atombindungen. Schwache Bindungen haben eine hohe potentielle Energie, während starke Bindungen eine niedrige potentielle Energie aufweisen.

Hohe potentielle Energie

Die Energie kann in Form von chemischen Bindungen gespeichert werden. Einige Bindungen sind schwach und haben daher ein hohes Energiepotential. Das sind zum Beispiel Wasserstoffbindungen zwischen Wassermolekülen oder solche, die sich zwischen Guanin (G) und Cytosin (C) Nukleotiden in einer DNA-Doppelhelix bilden.

Niedrige potentielle Energie

Starke Bindungen hingegen weisen weniger potentielle Energie auf. Beispielsweise enthalten NaCl-Moleküle ionische Bindungen, die durch die elektrostatische Anziehung von Natrium-Kationen und Chlorid-Anionen entstehen. Kovalente Bindungen sind ein weiteres Beispiel, die sich aus der gegenseitigen Anziehung von Molekülen für ein gemeinsames Elektronenpaar bilden. Wasserstoffmoleküle bilden sich beispielsweise durch die kovalente Bindung zweier Wasserstoffatome.

Zucker als potentielle Energie

Lebensmitteln enthalten Energie, die in Form von chemischen Bindungen zwischen den Atomen gespeichert ist. Wenn Tiere Zucker aufnehmen, werden schwache Bindungen zwischen Kohlenstoff und Sauerstoff sowie die zwischen Wasserstoff und anderen Kohlenstoffatomen aufgebrochen. Dabei entstehen Kohlendioxid und Wasser, die viel stärkere chemische Bindungen haben. Dieser Prozess setzt Energie in Form von ATP frei, die dann an anderer Stelle in der Zelle für biochemische Reaktionen genutzt wird.