Formas de energía
Los cambios químicos y los cambios de energía que los acompañan son partes importantes de nuestro mundo cotidiano (Figura \(\PageIndex{1}\)). Los macronutrientes de los alimentos (proteínas, grasas e hidratos de carbono) sufren reacciones metabólicas que proporcionan la energía necesaria para que nuestro cuerpo funcione. Quemamos diversos combustibles (gasolina, gas natural, carbón) para producir energía para el transporte, la calefacción y la generación de electricidad. Las reacciones químicas industriales utilizan enormes cantidades de energía para producir materias primas (como el hierro y el aluminio). A continuación, la energía se utiliza para convertir esas materias primas en productos útiles, como coches, rascacielos y puentes.
Figura \ (\PageIndex{1}): La energía implicada en los cambios químicos es importante para nuestra vida cotidiana: (a) Una hamburguesa con queso para el almuerzo proporciona la energía que necesitas para pasar el resto del día; (b) la combustión de la gasolina proporciona la energía que mueve tu coche (y a ti) entre la casa, el trabajo y la escuela; y (c) el coque, una forma procesada de carbón, proporciona la energía necesaria para convertir el mineral de hierro en hierro, que es esencial para fabricar muchos de los productos que utilizamos a diario. (crédito a: modificación de la obra de “Pink Sherbet Photography”/Flickr; crédito b: modificación de la obra de Jeffery Turner).
Qué es la energía química
La energía química es una de las muchas formas que puede adoptar la energía, junto con la energía mecánica, la energía cinética, la energía térmica y otras formas. Comprender la naturaleza de la energía química y las múltiples formas que puede adoptar es fundamental para entender el universo físico.
La energía química es el tipo de energía que se almacena en los compuestos moleculares. En concreto, se almacena en los enlaces entre diferentes tipos de moléculas. Cuando algo hace que esos enlaces se rompan, las moléculas se reorganizan y la energía se libera, adoptando a menudo una de las otras formas de energía. Es posible observar la transformación de la energía química en todo lo que hace la gente, desde conducir hasta comer o trabajar en el jardín.
La energía química es una de las formas más cómodas que tiene el ser humano para almacenar energía. Se presenta en diferentes formas físicas y cambia constantemente de una forma a otra. En cada una de las formas que adopta la energía química, es posible observar la manera en que se produce, se almacena y se libera.
Los alimentos que se consumen, ya sean de origen vegetal o animal, son una forma de energía química almacenada que los cuerpos utilizan para moverse y funcionar en el mundo. La energía solar procedente del sol permite el crecimiento de las plantas, que luego se transforma en energía química en los tejidos de la planta. Cuando se cocinan los alimentos, parte de la energía se libera de sus enlaces químicos como resultado de la energía térmica aplicada. Después de comer, el proceso digestivo transforma la energía química en una forma que el cuerpo puede utilizar.
1
La energía química es la energía potencial almacenada en la disposición de los átomos dentro de las moléculas. La ruptura de enlaces químicos requiere energía, mientras que la formación de nuevos enlaces químicos libera energía. Cuanta más energía se libera cuando se forma un enlace, más estable es ese enlace. Estos enlaces son estables porque hay que poner la misma cantidad de energía en estos enlaces para volver a romperlos (esto es un ejemplo de conservación de la energía). Cuando se rompen o se forman enlaces entre átomos, se habla de reacción química[2].
En la Tierra hay muchas moléculas ricas en energía; son moléculas que pueden sufrir reacciones químicas que hacen que la energía esté disponible para su uso. La molécula rica en energía más frecuente que existe en la Tierra es el oxígeno, simplemente dos átomos de oxígeno unidos y formando O2. Estas moléculas se combinan con otras moléculas para emitir energía. Casi cualquier molécula que sea un conjunto de átomos de carbono (especialmente con hidrógeno y oxígeno) reaccionará con el oxígeno para formar dióxido de carbono. La madera y otros materiales pueden quemarse cuando hay oxígeno presente en lo que se llama una reacción de combustión. La combustión de la madera transforma esta energía potencial química y la libera como calor radiante. Muchos otros combustibles pueden quemarse en reacciones similares[2].
Energía térmica
Amanda ha enseñado ciencias en la escuela secundaria durante más de 10 años. Tiene un Máster en Fisiología Celular y Molecular por la Escuela de Medicina de Tufts y un Máster en Enseñanza por el Simmons College. También están certificadas en educación especial secundaria, biología y física en Massachusetts.
La energía química es la energía que se almacena en las sustancias químicas. Observa algunos ejemplos, como el azúcar y la gasolina, y aprende la importancia de la energía química en la vida cotidiana y las funciones de las reacciones exotérmicas y endotérmicas.
¿Qué es la energía química? La energía es la capacidad de realizar un trabajo, donde el trabajo es el movimiento de un objeto por alguna fuerza. Usamos la energía todos los días, y la energía viene en diferentes formas. La energía química es la que se almacena en las sustancias químicas, como el azúcar y la gasolina. Como la energía química es energía almacenada, es un tipo de energía potencial, que es la energía almacenada en los objetos debido a su ubicación. Un ejemplo fácil de energía potencial sería el de una bicicleta en la cima de una colina donde la posición de la bicicleta es elevada y tiene la capacidad de rodar colina abajo. En el caso de las sustancias químicas, la posición se refiere a los distintos átomos que existen juntos dentro de la sustancia química.