علوم پایهعمومی

انرژی شیمیایی چیست و از کاربردهای آن چه می دانید؟

انرژی شیمیایی انرژی ذخیره شده در مواد شیمیایی است که شامل مجموع انرژی های داخل اتم ها و پیوندهای مولکولی ماده است. بیشتر اوقات این انرژی  را انرژی پیوندهای شیمیایی یک ماده در نظر می گیرند اما این انرژی شامل انرژی ذخیره شده در آرایش الکترونی اتم ها و یون ها هم هست.

انرژی شیمیایی نوعی انرژی بالقوه است که تا زمانی که واکنشی رخ ندهد آن را مشاهده نخواهید کرد. این انرژی را می توان از طریق واکنش های شیمیایی یا تغییرات شیمیایی به اشکال دیگر انرژی تبدیل کرد. در مبحث انرژی شیمیایی چیست کلاس چهارم شما با این امرژی تاحدودی آشنا شده اید.

این انرژی اغلب به شکل گرما جذب یا آزاد می شود. راه های آزاد شدن انرژی شیمیایی در علوم هشتم کاملا شرح داده شده است. در ادامه مقاله در نشریه جهان شیمی فیزیک توضیحات بیشتری در این رابطه ارائه می گردد لطفا همراه ما باشید.

فهرست مطالب

انرژی شیمیایی در دنیای علم

در دنیای علم  انرژی شیمیایی از واکنش شیمیایی به عنوان نوعی انرژی بالقوه حاصل می شود. این انرژی در پیوند مولکول ها و اتم های تشکیل دهنده یک ماده ذخیره می شود. هنگامی که این انرژی آزاد می شود، ماده به یک ماده کاملا جدیدی تبدیل می شود. این انرژی  ممکن است گرمازا باشد در صورتی که انرژی آزاد شود یا گرماگیر باشد در  صورتی که واکنش نیاز به انرژی برای شروع داشته باشد.

انرژی شیمیایی در بدن انسان

بدن شما هر روز از این انرژی برای انجام کارهای روزانه استفاده می کند. غذا حاوی کالری است و وقتی غذا را هضم می کنید انرژی آن آزاد می شود. مولکول های موجود در غذا طی هضم به قطعات کوچک تر تجزیه می شوند. با شکستن یا شل شدن پیوندهای بین اتم ها، اکسیداسیون رخ می دهد. واکنش شیمیایی دخیل در هضم به شما گرما می بخشد، به حفظ و ترمیم بدن شما کمک می کند و به شما انرژی لازم برای حرکت را می دهد.

انرژی شیمیایی در گیاهان

گیاهان نیز از  این انرژی  استفاده می کنند. آنها هنگام استفاده از نور خورشید برای تهیه غذا فتوسنتز می کنند. طی فتوسنتز  انرژی خورشیدی به انرژی شیمیایی تبدیل می شود و سپس به صورت گلوکز یا قند ذخیره می شود. فتوسنتز در برگ های گیاه اتفاق می افتد و این فرآیند نیاز به نور خورشید، آب و دی اکسید کربن دارد.

انرژی شیمیایی چیست و از کاربردهای آن چه می دانید؟
انرژی شیمیایی چیست و از کاربردهای آن چه می دانید؟

انواع واکنش های شیمیایی

شش نوع واکنش شیمیایی وجود دارد: سنتز، احتراق، جابجایی منفرد، جابجایی مضاعف، تجزیه و اسید باز. سنتز زمانی اتفاق می افتد که دو ماده ساده با هم ترکیب شده و یک ماده پیچیده ایجاد می کنند. در هنگام احتراق هنگامی که اکسیژن با مواد دیگر ترکیب می شود، گرما آزاد می شود و به آب و دی اکسید کربن تبدیل می شود.

جابجایی منفرد زمانی اتفاق می افتد که برخی اتم ها از یک ماده در واکنش شیمیایی به ماده دیگر منتقل می شوند. جابجایی مضاعف زمانی اتفاق می افتد که اتم های یک ماده با اتم های یک ماده دیگر مبادله می شود.

تجزیه زمانی اتفاق می افتد که یک ماده پیچیده در نتیجه یک واکنش شیمیایی به مواد ساده تری تجزیه می شود. اسید -باز شبیه واکنش شیمیایی جایگزین دوگانه است و زمانی رخ می دهد که اسید و باز درگیر می شوند.

انرژی شیمیایی را کجاها می توان یافت؟

داخل اتم

این انرژی در پیوندهای تشکیل دهنده ترکیبات شیمیایی ذخیره می شود. این بدان معنی است که انرژی شیمیایی معمولا در اتمها و مولکول های موجود در هر چیزی وجود دارد. هنگامی که به این طریق ذخیره می شود، انرژی را می توان به دو دسته انرژی هسته ای و انرژی شیمیایی طبقه بندی کرد. انرژی هسته ای زمانی آزاد می شود که هسته ها به شکل تابش الکترومغناطیسی از جمله پرتوهای گاما، گرما و ذرات زیر اتمی تجزیه یا ذوب شوند.

سطوح انرژی و الکترون

انرژی شیمیایی می تواند به شکل نور و حتی صدا در آید زیرا حرکت الکترون ها از سطوح پایین انرژی به سطوح بالاتر رفته و سپس دوباره به سطح اولیه برمی گردند.

مقدار انرژی آزاد شده در زمینه ها مستقیما با سرعت واکنش متناسب است و واکنش پذیری با نحوه چیدمان الکترون ها در سطوح مختلف انرژی یا پوسته ها ارتباط دارد.

به عنوان مثال، هنگامی که اکسیژن با هیدروژن واکنش می دهد  گرمای سریع و انفجاری و مقدار فوق العاده ای، نور و انرژی صوتی تقریبا فورا آزاد می شوند. در مقایسه، هنگامی که اکسیژن با آهن واکنش نشان می دهد فرآیند بسیار کند است و به سختی قابل توجه است. بنابراین انرژی این واکنش طی مدت زمان بیشتری آزاد می شود.

پیوندهای مولکولی

این انرژی  اساسا در پیوندهای مولکولی ذخیره می شود. این انرژی می تواند ناگهان آزاد می شود، مانند زمانی که اکسیژن با هیدروژن واکنش نشان می دهد یا می تواند به تدریج آزاد می شود، مانند فرآیندهای متابولیک در بدن. ترکیبات آلی موجودات زنده، مانند پروتئین های موجود در ماهیچه ها و گلوکز یا فروکتوز موجود در میوه ها منابع مهم انرژی شیمیایی هستند.

انرژی شیمیایی چیست و از کاربردهای آن چه می دانید؟
انرژی شیمیایی چیست و از کاربردهای آن چه می دانید؟

انرژی شیمیایی چگونه اندازه گیری می شود؟

قبل از اینکه بفهمیم چگونه این انرژی اندازه گیری می شود ابتدا باید انرژی را تعریف کنیم. ساده ترین و کلاسیک ترین تعریف انرژی در فیزیک «توانایی انجام کار» است. این بدان معناست که مقدار خاصی از انرژی برای انجام کاری نیاز به انتقال یا تبدیل دارد.

فرمول اولیه انرژی

کار محصول نیرو و فاصله است و بر حرکت و جرم دلالت دارد، زیرا نیرو صرفا حاصل جرم و شتاب است. بنابراین  کار فقط استفاده از انرژی است. به عنوان مثال از انرژی شیمیایی یک باتری می توان برای حرکت جرم یا شتاب جرم در فواصل مختلف با استفاده از موتور استفاده کرد.

اندازه گیری مکانیکی انرژی شیمیایی بر این است. فرمول اولیه انرژی یک دوم جرم ضرب در مجذور سرعت است. همچنین می تواند بر حسب قدرت بیان شود یعنی نیرو ضرب در زمان، مانند کیلووات ساعت.

فرمول مکانیکی اولیه برای انرژی مشتقات زیادی دارد اما همگی در ارتباط با حرکت جرم است. مثلا در زمان جوشیدن آب حرارت باعث می شود ذرات آب به دلیل انرژی بالا به سرعت حرکت کنند. این مسئله برای همه اشیاء داغ نیز صادق است.

واحدهای اندازه گیری انرژی شیمیایی

با در نظر گرفتن همه این موارد  سیستم استاندارد یا واحد اندازه گیری انرژی ژول (J) است. ژول معادل یک نیوتن نیرو است که در فاصله یک متری عمل می کند و می تواند به مقیاس های دیگر انرژی مانند کالری تبدیل شود. یک کالری مقدار انرژی لازم برای بالا بردن دمای یک گرم آب تا ۱ درجه سانتی گراد است. یک کالری معادل ۴.۱۸۴ ژول باشد.

اکثر واکنش های شیمیایی گرمازا هستند با این حال، واکنش های شیمیایی گرمازا هنوز شامل انرژی می شود. در این زمینه، به جای آزادسازی انرژی یکی از واکنش دهنده ها انرژی را جذب می کند. این انرژی با استفاده از فرمول استاندارد و واحد اندازه گیری مورد استفاده برای محاسبه انرژی آزاد شده از واکنش های گرمازا و اختلاف دما در واکنش گرماگیر قابل اندازه گیری است.

چگونه انرژی شیمیایی را محاسبه کنیم؟

همانطور که قبلا ذکر شد، واکنش های شیمیایی می توانند انرژی را آزاد کرده (گرمازا)  یا آن را جذب (گرما گیر ) کنند. در طی یک واکنش شیمیایی  پیوندهای مولکولی عناصر تشکیل دهنده یا گروه های شیمیایی در ترکیبات شکسته می شود و پیوندهای جدیدی تشکیل می شود.

محاسبه انرژی شیمیایی در یک واکنش به سادگی شامل کسر انرژی محصولات از انرژی واکنش دهنده ها است. این تفاوت به صورت انرژی آزاد شده یا به صورت گرما جذب می شود. اگر انرژی محصولات بیشتر از انرژی واکنش دهنده ها باشد  گرما جذب می شود، اگر انرژی محصولات کمتر از انرژی واکنش دهنده ها باشد گرما آزاد می شود.

از نظر تئوری نوع واکنش را در واقع می توان پیش بینی کرد چه گرمازا و چه گرمازا. با این حال مقدار دقیق انرژی هنوز باید به صورت تجربی تعیین شود.

انرژی شیمیایی مواد چگونه تغییر میکند؟

انرژی شیمیایی تولید شده در طول واکنش است بسته به واکنش دهنده ها به روش های مختلف آزاد می شود. این انرژی می تواند به صورت نور و گرما آزاد شود.

در بدن  راه اصلی آزاد شدن انرژی از طریق فرآیندهای متابولیک به طور خاص کاتابولیسم است. این فرآیند به سلول ها اجازه می دهد تا با تجزیه پیوندهای مولکولی موجود در غذا انرژی ذخیره شده در آن را آزاد کنند.

انرژی شیمیایی بسته به جایی که از آن خارج می شود می تواند به اشکال مختلف انرژی تبدیل شود. مثال تبدیل انرژی شیمیایی به الکتریکی هنگامی است که در زغال سنگ وجود دارد ممکن است به انرژی الکتریکی تبدیل شود. این انرژی فقط برای تامین انرژی بدن ما مورد استفاده قرار نمی گیرد بلکه برای تولید انرژی در صنایع نیز مورد استفاده قرار می گیرد.

انرژی شیمیایی چیست و از کاربردهای آن چه می دانید؟
انرژی شیمیایی چیست و از کاربردهای آن چه می دانید؟

کاربرد انرژی شیمیایی

انرژی شیمیایی پتانسیل یک ماده شیمیایی برای تغییر به سایر مواد شیمیایی از طریق واکنش شیمیایی است. هنگامی که پیوندهای شیمیایی شکسته می شوند انرژی بالقوه به شکل انرژی جنبشی یا انرژی حرکتی، انرژی حرارتی یا انرژی غیر قابل استفاده آزاد می شود. انرژی جنبشی برای انجام کار استفاده می شود  مانند انقباض ماهیچه ها و تولید گرما که به گرم نگه داشتن بدن ما کمک می کند.

غذایی که مصرف می کنیم مهمترین و رایج ترین استفاده از انرژی شیمیایی است. ما انرژی زیادی برای زندگی، کار، فکر کردن و غیره استفاده می کنیم. بدن ما یک ماشین شیمیایی است که غذا را برای تولید گرما و سایر اشکال انرژی تجزیه می کند.

گیاهان طی فرآیندی به نام فتوسنتز، انرژی خورشیدی را به انرژی شیمیایی تبدیل می کنند که طی آن دی اکسید کربن و اکسیژن به کمک خورشید به قند و آب تبدیل می شوند.

انواع سوخت های فسیلی مانند چوب، نفت، زغال سنگ در داخل موتورها سوزانده شده و برای تبدیل انرژی شیمیایی به حرارت یا حرکت مورد استفاده قرار می گیرند.

منابع انرژی شیمیایی

چوب

چوب در همه جا در دسترس است و منبع بسیار ساده ای از انرژی شیمیایی است. از قدیم از چوب برای سوزاندن و تولید گرما و انرژی استفاده شده است. به عبارت دیگر اصلی ترین راه ذخیره انرژی در طبیعت به صورت انرژی شیمیایی است.

زغال سنگ

زغال سنگ منبع متداول دیگری از انرژی است. زغال سنگ زمانی بوجود می آید که گرما و فشار بیش از حد زیر سطح زمین بر صخره ها برای میلیون ها سال اثر می گذارد. زغال سنگ برای به دست آوردن انرژی های دیگر سوزانده می شود.

بنزین

بنزین در خودروها استفاده می شود و همچنین منبع انرژی شیمیایی است. بنزین در محفظه احتراق موتور سوزانده می شود تا انرژی حرکتی تولید شود.

فتوسنتز

فتوسنتز فرایندی است که طی آن گیاهان انرژی خورشید  را به انرژی شیمیایی تبدیل می شوند. طی واکنش های شیمیایی انرژی خورشیدی توسط مولکول های گیاه به دام می افتد و سپس به شکل گلوکز برای مصرف ذخیره می شود.

انرژی شیمیایی بیشتر به چه انرژی هایی تبدیل میشود؟

این انرژی در پیوند ترکیبات شیمیایی درون مواد یافت می شود. همه چیز در جهان از اتم های کوچک تشکیل شده است. برای درک اندازه یک اتم  فقط تصور کنید که آنها آنقدر کوچک هستند که به معنای واقعی کلمه میلیون ها اتم اندازه یک سر سوزن را تشکیل می دهند. این انرژی می تواند جذب و همچنین آزاد شود که بستگی به ایجاد و شکستن پیوندها در طول یک واکنش شیمیایی دارد.

این انرژی بر بسیاری از مسائل زندگی روزمره ما تاثیر می گذارد و عملکردهای مهم زیادی از گرمایش خانه، کار با ماشین تا تامین انرژی بدن در اختیار ما قرار می دهد. در حقیقت یک ضرورت برای بشر است!

یک مثال ساده در این رابطه استفاده چوب است که با شروع سوختن چوب انرژی آزاد می شود. چوب جایگزین ماده دیگری می شود که به آن خاکستر می گویند. با آزاد شدن این انرژی به انواع مختلفی از انرژی تبدیل می شود که به عنوان نور و حرارت شناخته می شوند.

انرژی شیمیایی را می توان به انرژی الکتریکی تبدیل کرد. یک مثال خوب از این نوع تبدیل را می توان در نیروگاهی مشاهده کرد که در آن زغال سنگ به نیروی الکتریکی تبدیل می شود.

انرژی شیمیایی چیست و از کاربردهای آن چه می دانید؟
انرژی شیمیایی چیست و از کاربردهای آن چه می دانید؟

نمونه هایی از انرژی شیمیایی

کیسه هوا

کیسه های هوا با واکنش شیمیایی داخل کیسه فعال می شوند. انرژی شیمیایی یک سنسور مدار الکتریکی را روشن می کند و سپس سدیم آزید مشتعل می شود. واکنش ایجاد شده گاز نیتروژن تولید می کند  که کیسه را با سرعت بسیار بالایی پر می کند.

واکنش آمونیاک و سفید کننده

آمونیاک و سفید کننده هنگام مخلوط کردن یک واکنش شیمیایی ایجاد می کنند. بخارهای سمی به یک ماده شیمیایی معروف به بخار کلرامین تبدیل می شوند. این ترکیب پتانسیل ایجاد هیدرازین را دارد که می تواند باعث ادم، سردرد، تهوع و تشنج شود.

واکنش جوش شیرین و سرکه

جوش شیرین و سرکه در صورت مخلوط شدن گاز دی اکسید کربن تولید می کنند. با افزایش حجم، این گاز  به محفظه فشار وارد می کند و از دهانه ظرف خارج می شود و جلوه آتشفشانی ایجاد می کند. این واکنش شیمیایی بی خطر است و آن را به یک فعالیت علمی بزرگ برای کودکان تبدیل می کند.

انرژی الکتریسیته

باتری ها دو پایانه دارند آند و کاتد. آنها توسط یک الکترولیت جدا می شوند، یک ماده شیمیایی که به آند و کاتد اجازه می دهد تا بار را منتقل کنند. وقتی چیزی به باتری متصل می شود واکنش های شیمیایی در امتداد الکترودها انجام می شود تا الکتریسیته تولید کند.

مواد منفجره

با انفجار مواد منفجره، انرژی شیمیایی ذخیره شده در مواد تغییر کرده و به انرژی صوتی، انرژی جنبشی و انرژی حرارتی تبدیل می شود.

غذا

هنگامی که غذا هضم می شود و مولکول های غذا به قطعات کوچکتر تجزیه می شود، انرژی شیمیایی آزاد می شود. بدن ما غذا را با مخلوط کردن آن با اسیدها و آنزیم های معده هضم می کند. این فرآیند کربوهیدرات ها را به گلوکز تبدیل می کند. سپس معده (و روده کوچک) گلوکز را وارد جریان خون می کند و به عنوان انرژی بدن ما عمل می کند.

آتروپات

بسته های گرم کننده (که برای گرم کردن دستان سرد یا تسکین درد عضلات استفاده می شود) مواد شیمیایی در داخل خود دارند. بسیاری از آنها با خم شدن عمل می کنند. به این دلیل که آنها با آهن پر شده اند. هنگامی که بسته حرارتی را خم می کنید  آهن در معرض هوا قرار می گیرد. با واکنش آهن  و اکسیژن اکسید آهن تولید می شود که یک ماده شیمیایی است که می تواند گرما تولید کند.

نفت خام

نفت خام ترکیبی از نفت و گاز طبیعی است که از صدها مولکول حاوی کربن و هیدروژن ساخته شده است. هنگامی که نفت خام بخار می شود گاز طبیعی محسوب می شود. وقتی نفت مایع است، نفت خام محسوب می شود. انرژی ذخیره شده در نفت برای برای سوخت رسانی به خودروها، گرم کردن خانه ها و موارد دیگر استفاده می شود.

انرژی شیمیایی چیست و از کاربردهای آن چه می دانید؟
انرژی شیمیایی چیست و از کاربردهای آن چه می دانید؟

مزایای انرژی شیمیایی

منبع فراوان انرژی است

تقریبا همه منابع انرژی شیمیایی مانند نفت خام، چوب، مواد آلی مانند زغال سنگ در سراسر جهان یافت می شود و انسان ها به این منابع انرژی بسیار وابسته هستند. به همین دلیل است که اقتصادهای جهان تحت تاثیر نوسان قیمت آنها قرار می گیرند.

یکی از متداول ترین و رایج ترین منابع انرژی شیمیایی موجود این روزها نفت خام است که از لایه های رسوبی زیرین پوسته سیاره ما استخراج می شود. این ماده از فرایند تبدیل شیمیایی که در بقایای فسیل شده گیاهان و حیوانات مرده تحت فشار زیاد ناشی از لایه های زمین رخ می دهد، تولید می شود.

تولید سوخت اکتان بالا

سوخت های اکتان بالا تولید می کند که مقدار قابل توجهی از انرژی را تامین می کنند. نیروی تولید شده توسط سوخت های اکتان بالا که از تصفیه نفت خام به دست می آید در مقایسه با سایر منابع انرژی بسیار زیاد است و این امکان را برای اتومبیل ها، کامیون ها و سایر وسایل نقلیه برای رسیدن به سرعت بالا فراهم می کند. قدرتی که توسط انرژی شیمیایی از طریق شکستن پیوندهای ناشی از احتراق در گاز آزاد می شود بسیار زیاد است و یکی از بزرگترین عوامل محبوبیت آن به عنوان منبع سوخت است.

به راحتی می سوزد

قابلیت احتراق آسان یکی دیگر از مزایای بزرگ این انرژی است. در مقایسه با سایر منابع انرژی، سوخت هایی تولید می کند که به سادگی قابل احتراق هستند و قادر به تولید انرژی فوری هستند. فقط نیاز به در دسترس بودن هوا برای اشتعال با محتوای اکسیژن کافی دارد. به بیان ساده، انرژی فوری را می توان به دلیل قابلیت احتراق آسان انرژی شیمیایی تولید کرد.

به طور موثر احتراق ایجاد می کند

کارایی احتراق بستگی زیادی به در دسترس بودن اکسیژن دارد. بنابراین اگر سیستم به خوبی طراحی شده باشد  به عنوان مثال موتور خودرو، می توان به احتراق کارآمد دست یافت.

با استفاده از منابع شیمیایی انرژی، بازده احتراق قطعا بالا است. این یکی از دلایلی است که چرا انرژی شیمیایی از طریق احتراق نفت خام آزاد می شود و بر هر منبع انرژی دیگری ترجیح داده می شود. مطمئنا بازده احتراق به در دسترس بودن اکسیژن بستگی دارد بنابراین سیستم موتور وسیله نقلیه تاثیر بسزایی در کارایی سفر در جاده یا حتی در هوا دارد.

ذخیره و استفاده از آن آسان و کارآمد است

این انرژی به آسانی در دسترس است و تقریبا در همه چیزهایی که استفاده می کنیم، یافت می شود. میلیاردها سال است که حتی منبع تغذیه بدن ماست و پیشرفت در فناوری انرژی شیمیایی منجر به عمر طولانی باتری های قابل شارژ شده است. همچنین امید است که در آینده در تولید منابع انرژی تجدیدپذیر مورد استفاده قرار گیرد.

برای بررسی بیشتر این جنبه  قابل توجه است که انرژی شیمیایی شکلی از انرژی بالقوه است که به آرایش ساختاری مولکول ها یا اتم ها مربوط می شود. این آرایش ممکن است نتیجه پیوند مواد شیمیایی درون یک مولکول یا موارد دیگر باشد. انرژی یک ماده شیمیایی را می توان از طریق واکنش های شیمیایی به اشکال دیگر نیرو تبدیل کرد.

به عنوان مثال هنگامی که سوختی سوزانده می شود، انرژی شیمیایی به گرما تبدیل می شود که مشابه هضم مواد غذایی متابولیزه شده در یک ارگانیسم بیولوژیکی است.

نقش مهمی در جامعه و محیط زیست دارد

این انرژی در قالب های مختلف برای جامعه بسیار مفید است. باتری ها با استفاده از مواد شیمیایی متعدد که با یکدیگر در تعامل هستند، انرژی الکتریکی ایجاد می کنند. نوع باتری که به طور گسترده در سراسر جهان مورد استفاده قرار می گیرد سلول روی-مس است که از مواد شیمیایی روی و مس استفاده می کند.

با اتصال سیم به دو سر باتری اسید داخل آن برانگیخته شده و مقداری از روی را تجزیه می کند. الکترون های این عنصر سپس آزادانه در امتداد سیم به طرف مس حرکت می کنند، جایی که مدارهای الکتریکی هدایت می شوند و سپس اجازه می دهند به دستگاهی که با باتری در حال تغذیه است، جریان پیدا کنند.

انرژی شیمیایی چیست و از کاربردهای آن چه می دانید؟
انرژی شیمیایی چیست و از کاربردهای آن چه می دانید؟

معایب انرژی شیمیایی

می تواند برای محیط زیست مضر باشد

قبل از تبدیل منابع به انرژی مفید، احتراق لازم است و این مسئله می تواند محصولات جانبی مضر تولید کند که منجر به آلودگی محیط زیست می شود. از آنجا که انرژی شیمیایی از مواد آلی مشتق می شود خطر زیادی وجود دارد که محیط زیست تحت تاثیر آن قرار گیرد به ویژه به دلیل احتراق بیش از حد.

با این حال  ما به عنوان کاربر می توانیم نقش خود را در کنترل چنین پدیده هایی ایفا کنیم. به عنوان مثال، دولت ها می توانند سیاست هایی را در مورد استفاده مناسب از انرژی برای کاهش ردپای کربن ایجاد کنند. همچنین، موسسات خصوصی در این صنعت می توانند برخی از فناوری های جدید را برای مقابله با چنین معایبی به کار گیرند.

هزینه بالایی دارد

این یکی دیگر از مضرات عملی استفاده از انرژی شیمیایی هزینه بالای آن است. به ویژه تولید انرژی هسته ای به سرمایه زیادی برای سرمایه گذاری و راه اندازی نیروگاه های هسته ای نیاز دارد. توجه به این نکته ضروری است که بسیاری از کشورهای در حال توسعه همیشه نمی توانند از چنین منبع پرهزینه انرژی استفاده کنند.

به طور معمول، احداث و تکمیل نیروگاه های هسته ای پنج تا ده سال به طول می انجامد، زیرا طیف گسترده ای از تشریفات قانونی باید انجام شود که اکثرا با مخالفت افرادی که در نزدیکی منطقه زندگی می کنند مواجه می شود.

می تواند زباله های رادیواکتیو تولید کند

این امر به ویژه در مورد تولید انرژی هسته ای صادق است. زباله های تولید شده توسط راکتورها باید به درستی در یک منطقه امن دفع شوند  زیرا بسیار خطرناک هستند و اگر به درستی ذخیره نشوند، می توانند تابش ها را نشت کنند. تابش های ساطع شده از این نوع زباله ها می تواند ده ها یا حتی صدها سال دوام بیاورد. به همین دلیل است که ذخیره زباله های رادیواکتیو یک تنگنا برای توسعه برنامه های هسته ای بوده است.

ضایعات هسته ای حاوی ایزوتوپ های رادیویی با نیمه عمر طولانی هستند، به این معنی که آنها به نوعی در جو باقی می مانند. این رادیکال های واکنشی می توانند خاک یا آب را آلوده کنند که به عنوان زباله های مخلوط شناخته می شود که می تواند واکنش های شیمیایی خطرناک ایجاد کند و منجر به عوارض خطرناک شود.

برای مدیریت چنین زباله هایی کارخانه ها معمولا آنها را در ماسه ای در فرایندی که به شیشه زایی معروف است دفن می کنند. با این حال، خطر دیگری که این روش به همراه دارد این است که می توان از پسماندها برای ساخت سلاح های هسته ای استفاده کرد. این تفکر به تنهایی می تواند افراد را از آنچه ماده می تواند بر زندگی آنها تاثیر بگذارد بترساند.

قابل تجدید نیست

بیشتر منابع انرژی شیمیایی را نمی توان دوباره پر کرد. در مورد انرژی هسته ای برخی از مراکز از اورانیوم استفاده می کنند که منبع کمیابی است و در بسیاری از کشورها یافت نمی شود. در حقیقت، چندین کشور برای تامین مداوم این سوخت به مناطق دیگر تکیه می کنند. مانند هر فلز دیگری این ترکیب استخراج و حمل می شود. این بدان معناست که وقتی همه آن استخراج شود، نیروگاه های هسته ای دیگر مفید یا عملیاتی نخواهند بود. با توجه به اینکه محدود است و می تواند خطرناک باشد، نمی توان آن را تجدید پذیر نامید.

برای سلامتی انسان مفید نیست

با توجه به این واقعیت که انرژی شیمیایی بسیار قابل احتراق است، انتظار می رود که از طریق ایجاد آلودگی باعث بیماری های مختلف شود و هرگز برای سلامتی انسان مفید نیست. این به عنوان بزرگترین عیب این نوع انرژی تلقی می شود.

به همین دلیل محققان و دانشمندان به دنبال منابع جایگزین انرژی هستند که برای انسان و محیط زیست کمتر یا کاملا مضر نباشد. گرمایش زمین در سال های اخیر به دلیل آلودگی شدید در نقاط مختلف جهان بدتر شده است و از طریق منابع جایگزین انرژی می توان آثار آن را کنترل و کاهش داد.

نتیجه گیری

انرژی شیمیایی کاربردهای فراوانی دارد. به طور عمده، تقریبا در همه عملکردهای حمایتی از تنفس و متابولیسم گرفته تا فتوسنتز استفاده می شود. به بیان ساده  هر موجود زنده ای برای زنده ماندن به انرژی شیمیایی احتیاج دارد چه از غذای ارگانیک و چه از ترکیبات معدنی استفاده کند. در واقع، این انرژینقش مهمی در زندگی روزمره ما ایفا می کند و نمی توان از مزایایی که می توانیم از آن برخوردار شویم چشم پوشی کنیم.

در پایان  هر آنچه در این جهان می بینیم قطعا مزایا و معایبی دارد. انرژی شیمیایی برای زندگی مدرن بسیار حیاتی است اما از آنجا که با معایب احتمالی نیز همراه است همیشه توصیه می شود که راه هایی را برای کمک به حفظ محیط زیست در نظر بگیریم.

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا