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L’energia è una grandezza fisica che conferisce a un sistema la capacità di compiere lavoro. E’ presente nei sistemi in forme diverse e può essere trasformata anche se il valore complessivo dell’energia rimane costante secondo quanto dice il principio di conservazione.
Definizione
Per definizione, si chiama energia chimica la capacità di alcune sostanze di combinarsi con altre sviluppando energia sotto forma di luce, calore ed elettricità. Essa è data dalla somma dell’energia cinetica degli elettroni e dell’energia potenziale dovuta alla interazioni elettriche tra le cariche presenti nella materia.
L’energia chimica può essere rilasciata durante una reazione chimica, spesso sotto forma di calore: queste reazioni sono chiamate esotermiche. In tutte le reazioni esotermiche diminuisce l’energia chimica del sistema e aumenta l’energia termica.
Un esempio di energia chimica
Un esempio di reazione di tale genere può essere la combustione, ossia la reazione tra una sostanza e l’ossigeno contenuto nell’aria. Durante la combustione viene emessa energia sotto forma di calore e luce.
Altro tipo di reazioni, invece, sono quelle endotermiche: in questo caso vi è bisogno di un input energetico, come quello dato dal calore, che inneschi la reazione. Un esempio di tale reazione è la fotosintesi clorofilliana: l’energia del sole, infatti, è necessaria per rompere i legami chimici tra acqua e anidride carbonica, andando a formare anidride carbonica e glucosio.
Anche il nostro corpo possiede energia chimica ottenuta dagli alimenti e dall’ossigeno dell’aria: questo tipo di energia è di fondamentale importanza per gli esseri viventi. L’uomo, infatti, utilizza l’energia chimica contenuta nel cibo per alimentare il proprio metabolismo cellulare e le varie funzioni vitali dell’organismo attraverso la digestione.
Durante la digestione le molecole del nostro cibo vengono scomposte in pezzi più piccoli. In questo processo di decomposizione è coinvolta una reazione chimica: dunque si produce energia che riscalda il corpo, lo ripara e lo rende in grado di muoversi.
Energia chimica in natura
In natura vi sono diverse sostanze definite come forme di energia chimica immagazzinata: le biomasse, il carbone o il petrolio. In questo caso, dopo il rilascio dell’energia, avviene la trasformazione della sostanza in una completamente nuova. Un esempio di questo processo è il legno che al termina della combustione si trasforma in cenere.
Le sostanze in questione, dunque, ci permettono di comprendere a fondo quanto questo tipo di energia e di reazioni chimiche ci circondino nella vita di ogni giorno.
Materiale rinnovabile, in questo caso, sono le biomasse, termine utilizzato per indicare tutti i materiali di origine organica, vegetale o animale, che NON abbiano subito processi di fossilizzazione e utilizzati ai fini energetici come il legno, il pellet o gli scarti agroalimentari.
Attraverso le più moderne tecnologie di recupero energetico è possibile recuperare non solo calore ma anche elettricità.
Attualmente l’energia delle biomasse è altamente conveniente, dato che, grazie alla fotosintesi, le campagne ed i boschi continuano a produrre energia sotto forma di foglie, alberi, arbusti o scarti dei raccolti inutilizzati dal settore agricolo.
Le biomasse possono essere utilizzate in normali caldaie e centrali termiche oppure in sistemi co-generativi che producono simultaneamente calore ed elettricità.
Un altro dispositivo in grado di sfruttare energia chimica, infine, è la pila: essa è un dispositivo che permette la trasformazione dell’energia chimica in energia elettrica.
All’interno di una pila avviene una reazione che provoca l’ossidazione di una sostanza con perdita di elettroni e la conseguente acquisizione di elettroni da parte di un’altra sostanza. Questo flusso genera una corrente elettrica continua: la pila si scarica quando la reazione chimica raggiunge l’equilibrio.
