Free Press

Termit

• Kemiallinen energiaKemiallisen reaktion aikana vapautuva tai absorboituva nettopotentiaalienergia.
• potentiaalienergiaEnergia, joka kappaleella on hallussaan sen sijainnin (gravitaatio- tai sähkökentässä) tai tilan (venytettynä tai kokoonpuristettuna jousena, kemiallisena reaktanttina tai lepomassan omaavana) vuoksi.
• kineettinen energiaKappaleen liikkeestä johtuen hallussaan pitämä energia, joka on yhtä suuri kuin puolet kappaleen massasta kertaa sen nopeuden neliö.

Energia on kappaleiden ominaisuus, jota voidaan siirtää toisiin kappaleisiin tai muuntaa eri muotoihin, mutta jota ei voida luoda eikä tuhota. Eliöt käyttävät energiaa selviytyäkseen, kasvaakseen, vastatakseen ärsykkeisiin, lisääntyäkseen ja kaikenlaisiin biologisiin prosesseihin. Molekyyleihin varastoitunut potentiaalienergia voidaan muuntaa kemialliseksi energiaksi, joka voidaan lopulta muuntaa liike-energiaksi, jolloin organismi voi liikkua. Lopulta suurin osa eliöiden käyttämästä energiasta muuttuu lämmöksi ja haihtuu.

Kineettinen energia

Liikkuviin kappaleisiin liittyvää energiaa kutsutaan liike-energiaksi. Esimerkiksi lentokoneen lentäessä lentokone liikkuu ilmassa hyvin nopeasti ja tekee työtä muuttaakseen ympäristöään. Suihkumoottorit muuttavat polttoaineen potentiaalisen energian liikkeen liike-energiaksi. Tuhopallo voi aiheuttaa paljon vahinkoa, vaikka se liikkuisi hitaasti. Paikallaan oleva tuhopallo ei kuitenkaan voi tehdä mitään työtä, joten sillä ei ole liike-energiaa. Nopeasti kiitävällä luodilla, kävelevällä ihmisellä, molekyylien nopealla liikkeellä ilmassa, joka tuottaa lämpöä, ja sähkömagneettisella säteilyllä, kuten auringonvalolla, on liike-energiaa.

Potentiaalienergia

Entä jos sama liikkumaton romutuspallo nostetaan nosturilla kaksi kerrosta auton yläpuolelle? Jos ripustettu romupallo ei liiku, liittyykö siihen energiaa? Kyllä, romutuspallossa on energiaa, koska romutuspallossa on potentiaalia tehdä työtä. Tätä energiamuotoa kutsutaan potentiaalienergiaksi, koska kyseisen kappaleen on mahdollista tehdä työtä tietyssä tilassa.

Kappaleet siirtävät energiaansa potentiaali- ja kineettisen tilan välillä. Kun romutuspallo roikkuu liikkumattomana, sillä on \text{0%} kineettistä ja \text{100%} potentiaalienergiaa. Kun pallo päästetään irti, sen liike-energia kasvaa pallon nopeutuessa. Samalla pallo menettää potentiaalienergiaa, kun se lähestyy maata. Muita esimerkkejä potentiaalienergiasta ovat padon takana pidetyn veden energia tai lentokoneesta laskuvarjohyppyä tekevän henkilön energia.

Kemiallinen energia

Potentiaalinen energia ei liity ainoastaan aineen sijaintiin, vaan myös aineen rakenteeseen. Maassa olevalla jousella on potentiaalienergiaa, jos sitä puristetaan, samoin kuin kireälle vedetyllä kuminauhalla. Sama periaate pätee molekyyleihin. Kemiallisella tasolla molekyylien atomeja yhteen pitävillä sidoksilla on potentiaalienergiaa. Tällaista potentiaalienergiaa kutsutaan kemialliseksi energiaksi, ja kuten kaikkea potentiaalienergiaa, sitä voidaan käyttää työn tekemiseen.

Kemiallinen energia sisältyy esimerkiksi bensiinimolekyyleihin, joita käytetään autojen käyttövoimana. Kun bensiini syttyy moottorissa, sen molekyyleissä olevat sidokset rikkoutuvat, ja vapautuva energia käytetään mäntien käyttämiseen. Kemiallisiin sidoksiin varastoitunut potentiaalienergia voidaan valjastaa biologisissa prosesseissa tehtävään työhön. Erilaiset aineenvaihduntaprosessit hajottavat orgaanisia molekyylejä vapauttaakseen energiaa, jonka avulla organismi voi kasvaa ja selviytyä.