L'energia prodotta sulla mobilità delle cariche o durante le reazioni chimiche è chiamata energia chimica.
La mobilità degli ioni carichi che costituiscono i componenti chimici produce energia elettrica che viene acquisita con vari mezzi. Anche il flusso meccanico dei fluidi è responsabile dell'ottenimento di energia elettrica, convertendo così l'energia chimica in energia elettrica.
Che cos'è un'energia chimica in energia elettrica?
L'energia chimica può essere convertita in energia elettrica quando c'è una dissociazione degli ioni.
La scissione delle molecole dalla colonia delle molecole legate insieme rilascia energia chimica. Questa agilità nelle molecole produce energia elettrica.
Poiché i componenti chimici sono costituiti da due ioni, cioè catione e anione, aventi cariche diverse che costituiscono lo stato di ossidazione; gli ioni interagiscono con un altro ione per riempire il guscio esterno e diventare la particella più stabile in natura. Inoltre, quando una quantità sufficiente di energia viene fornita ai componenti chimici c'è la tendenza a rompere questi legami formati e rilasciare un'enorme quantità di energia chimica che può essere trasformata in qualche altra forma di energia.
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Quale processo è l'energia chimica in energia elettrica?
L'energia chimica potenziale è immagazzinata dalle molecole che formano legami.
Quando viene fornita energia sufficiente a questi legami molecolari per rompersi, questa energia chimica viene rilasciata sotto forma di calore chiamato reazione esotermica che viene convertita in energia elettrica.
C'è uno scambio di ioni nelle soluzioni che rilascia energia chimica. La mobilità degli ioni durante gli scambi provoca la formazione del flusso di corrente elettrica attraverso il filo.
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Come convertire l'energia chimica in energia elettrica?
L'energia chimica può anche essere convertita in qualche altra forma di energia e successivamente può essere trasformata in energia elettrica.
L'energia chimica può essere colta dall'eccitazione degli elettroni o dalla rottura e formazione dei legami tra i reagenti.
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Discuteremo di seguito alcuni processi che aiutano a convertire l'energia chimica in energia elettrica.
Celle chimiche
La cellula chimica converte l'energia chimica in elettrica energia. Ci sono due elettrodi posti nei componenti o nella soluzione chimica acida o basica. Di cui un elettrodo fungerà da anodo, un altro fungerà da catodo.
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Quando la cella è collegata, ci sarà una mobilità delle particelle caricate negativamente e positivamente che forniscono l'energia chimica che si trasforma in energia elettrica ai dispositivi elettronici. In queste cellule c'è sia la reazione di ossidazione che quella di riduzione. Esempi di celle chimiche sono celle zinco-carbone, batterie al mercurio, batterie alcaline, celle al nichel-cadmio, celle agli ioni di litio, ecc.
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Combustione di combustibili
Durante il processo di combustione viene prodotta una quantità di energia termica che fornisce energia per il funzionamento del motore o per qualsiasi altro processo. Le celle a combustibile hanno ampie applicazioni e sono persino utilizzate negli aerei.
La combustione del carburante è accompagnata dalla reazione redox; il che significa che c'è ossidazione così come la reazione chimica di riduzione che si traduce nella produzione di energia elettrica.
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Batterie
Le batterie utilizzate nelle torce, nei computer, nei giocattoli, nelle celle delle fotocamere, sono in realtà costituite da celle chimiche che convertono l'energia chimica delle batterie nell'energia elettrica necessaria per il corretto funzionamento dei dispositivi.
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Flusso d'acqua
I corpi idrici sono una riserva di energia chimica potenziale. L'acqua che scorre associata all'energia meccanica trasporta sempre minerali e detriti insieme al flusso.
Questa energia potenziale chimica dell'acqua trasformata in energia meccanica viene utilizzata per convertirla in energia elettrica piantando una turbina in modo tale che il flusso d'acqua provochi la rotazione della turbina. Questo l'energia meccanica della turbina viene convertita in energia elettrica dal generatore.
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Patate
Le patate sono ricche di potassio. Se infiliamo due elettrodi di zinco e rame e colleghiamo un filo attraverso di esso, noterai che una lampadina collegata attraverso il filo si illuminerà.
Ciò è dovuto al fatto che l'acido clorogenico presente nelle patate in realtà subisce reazioni chimiche con due elettrodi conficcati nella buccia della patata. Se colleghiamo le patate in serie, è possibile generare ancora più energia elettrica.
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Sistema Nervoso
Sappiamo che il sistema nervoso aiuta a trasmettere i messaggi in tutte le parti del nostro corpo al cervello e quindi il nostro cervello reagisce di conseguenza. Il sistema nervoso in realtà invia i segnali elettrici al cervello perché il nostro corpo costituisce alcuni elementi che possono generare segnali elettrici. L'elemento abbondantemente disponibile tra questi è il calcio nel nostro corpo. Otteniamo questa energia potenziale chimica dal cibo che mangiamo.
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Domande frequenti
Come vengono utilizzate le celle galvaniche per convertire l'energia chimica in energia elettrica?
Le celle galvaniche sono composte da due elettrodi metallici che formano anodo e catodo.
Due bacchette sono immerse in due diversi sali separati da un ponte di sale. Queste aste sono collegate da un filo. Si verifica una reazione redox su entrambe le aste producendo così la corrente elettrica.
In che modo l'elettrolisi del processo dell'acqua produce energia elettrica?
Alimentando gli elettrodi collegati tra loro con un filo, si verifica una dissociazione degli ioni carichi nell'acqua.
Il catione si depositerà al catodo e l'anione si depositerà nell'anodo. L'elettrone rilasciato dal catodo sarà accettato dai cationi e l'anodo riceverà l'elettrone dall'anione.
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Ciao, sono Akshita Mapari. Ho fatto il M.Sc. in Fisica. Ho lavorato su progetti come la modellazione numerica dei venti e delle onde durante i cicloni, la fisica dei giocattoli e le macchine da brivido meccanizzate nei parchi di divertimento basati sulla meccanica classica. Ho seguito un corso su Arduino e ho realizzato alcuni mini progetti su Arduino UNO. Mi piace sempre esplorare nuove zone nel campo della scienza. Personalmente credo che l'apprendimento sia più entusiasmante quando appreso con creatività. Oltre a questo mi piace leggere, viaggiare, strimpellare la chitarra, individuare rocce e strati, fotografare e giocare a scacchi.