7.5: Потенциальная энергия

Потенциальная энергия является сохраненной формой энергии, которая имеет потенциал, чтобы сделать работу, и, следовательно, быть преобразованы в кинетической энергии. Гравитационная энергия, например, является потенциальной энергией, найденной в гравитационном силе. Химическая энергия – это потенциальная энергия, хранящаяся в молекулах в силу связей между их атомами. Слабые связи имеют высокий потенциал энергии, в то время как сильные связи имеют низкий потенциал энергии.

Высокая потенциальная энергия

Энергия может храниться в виде химических связей. Некоторые связи являются слабыми, и поэтому имеют высокий потенциал энергии. Например, водородные связи, найденные между молекулами воды или те, которые образуются между гуанин (G) и цитозин (C) нуклеотидов в двойной спирали ДНК.

Низкая потенциальная энергия

Сильные связи, с другой стороны, имеют меньше потенциальной энергии. Например, молекулы NaCl содержат ионные связи, образованные из электростатического притяжения катионов натрия и хлоридных анионов. Ковалентные связи являются еще одним примером, который формируется от взаимного притяжения молекул для общей пары электронов. Например, молекулы водорода образуются через ковалентное склеивание двух атомов водорода.

Сахар как потенциальная энергия

Пища имеет энергию, хранящуюся в виде химических связей между атомами. Когда животные проставляют сахар, слабые связи между углеродом и кислородом, а также между водородом и другими атомами углерода ломаются, чтобы сделать углекислый газ и воду, которые имеют гораздо более сильные химические связи. Этот процесс высвобождает энергию в виде АТФ, которая затем используется для привода биохимических реакций в других частях клетки.