Энергия вещества
Энергия вещества - это его способность выполнять работу. Существует много видов энергии. Химикам наиболее "интересна" кинетическая и потенциальная энергия.
1. Кинетическая энергия
Кинетическая энергия - энергия движения.
Любое движущееся тело обладает кинетической энергией. Чем больше масса тела и его скорость - тем большей кинетической энергией оно обладает. При соприкосновении с другим телом часть кинетической энергии передается этому телу. Например, ударив бильярдным кием по шару, мы передаем ему (шару) какую-то часть кинетической энергии - шар начинает двигаться. При соударении его с другим шаром, часть энергии опять передается (перераспределяется) и в движении будут уже два шара. Кинетическая энергия может превращаться в энергию другого вида. Так на гидроэлектростанции кинетическая энергия падающей воды преобразуется в электрическую энергию, вырабатываемую турбиной генератора.
Помните закон сохранения энергии? - "Энергия никуда не исчезает бесследно и не появляется из ниоткуда - она лишь переходит из одного вида в другой" (тут следует сделать оговорку, что это не относится к ядерным реакциям).
2. Потенциальная энергия
Потенциальная энергия - это "скрытая" энергия, которая зависит от положения тел и способна проявиться при определенных условиях.
Так, сосулька, свисающая с крыши дома, не обладает кинетической энергией (поскольку она не движется), но зато у нее есть "неплохая" потенциальная энергия (которая тем больше, чем массивнее сосулька и выше крыша дома). При определенных условиях (когда солнышко хорошо пригреет) сосулька может оторваться и упасть на землю. В этом случае, заложенная в ней потенциальная энергия перейдет в кинетическую.
Однако, химикам такие аспекты потенциальной энергии не интересны. Их интересует потенциальная энергия, заложенная в химических связях:
- как энергия, съеденной нами пищи, хранится в организме?
- почему автомобиль без бензина не едет?...
3. Как измерить энергию
Физикам измерить потенциальную и кинетическую энергии тела не составляет трудности. Для этого надо знать массу тела, его скорость (кинетическая энергия) или расстояние до земли (потенциальная энергия).
Для химиков задача усложняется.
Потенциальная энергия, хранящаяся в химических связях, зависит от вида и количества связей, которые могут быть разорваны.
Для измерения кинетической энергии вещества достаточно измерить его температуру. При этом измеряется средняя кинетическая энергия частиц, которые движутся в веществе.
Мера общего количества энергии какого-либо вещества - это его теплота. Например, температура воды в вашем стакане и в Черном море может быть одинакова. Но, чтобы повысить ее, скажем на 1°С, надо совершенно разное количество энергии для стакана и для моря. Т.о., можно сказать, что теплота учитывает такой компонент вещества, как объем.
Единица измерения теплоты в системе СИ является Джоуль. Однако, "в ходу" и другая метрическая система - калория (кал):
1 кал = 4,184 Дж
Калория довольно маленькая единица измерения:
| 1 калория - это количество теплоты, необходимое для нагрева 1 г воды на 1°С |
Поэтому, чаще используют килокалорию (ккал): 1 ккал = 1000 кал.
См. далее: Газообразные вещества...
