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7.5: Potenzielle Energie
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PROTOKOLLE

7.5: Potenzielle Energie

Potenzielle 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 potenzielle Energie, die in der Gravitationskraft enthalten ist. Chemische Energie ist die potenzielle Energie, die in Molekülen aufgrund der Bindungen zwischen ihren Atomen gespeichert ist. Schwache Bindungen haben eine hohe potenzielle Energie, während starke Bindungen eine niedrige potenzielle Energie aufweisen.

Hohe potenzielle Energie

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

Niedrige potenzielle Energie

Starke Bindungen hingegen weisen weniger potenzielle Energie auf. Beispielsweise enthalten NaCl-Moleküle ionische Bindungen, die durch die elektrostatische Anziehung von Natriumkationen und Chloridanionen 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 potenzielle Energie

Die Energie von Lebensmitteln ist in Form von chemischen Bindungen zwischen den Atomen gespeichert. Wenn Tiere Zucker zu sich nehmen, 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.


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