Итак. Продолжим размышления о химических реакциях. 

В прошлой статье мы остановились на том, что в результате химической реакции происходит какое-то изменение энергии, которое вместе с тем не изменяет энергии нашей вселенной. Отлично, что дальше? А дальше снова вспомним физику, для начала школьную, которая говорит, что энергий бывает много и разных: химическая, тепловая, электрическая, механическая, и т.д.. Все они разные, но могут переходить друг в друга. Хороший пример такого превращения – паровая машина (она также пример относительно закрытой системы)

а именно: был уголь, получилось движение. Произошел переход: 

Паровая машина была проста и удобна, но ужасающе неэффективна, КПД не доходил и до 10%. С тех пор прошло много лет, и было придумано много других, куда более удачных и интересных механизмов, например, двигатель внутреннего сгорания.

В то же время ученые подумали и решили, что такое количество энергий – как-то чересчур много. Нужно его как-то сократить! И сократили, да так сократили, что самим страшно стало – я имею в виду квантовую революцию, ведь именно в то время окончательно стерлась грань между веществом и энергией, а самих энергий осталось всего две – кинетическая и потенциальная.

С точки зрения кинетической и потенциальной энергии паровая машина будет выглядеть  вот так:

Замечательно просто и красиво! Хотя, к сожалению, концепция двух энергий немного проигрывает в наглядности и с непривычки даже кажется сложной – поди  разберись, что тут потенциальное, а что кинетическое!  Но это только сперва, пока привыкает глаз и ум. Обе эти энергии взаимодействуют друг с другом чрезвычайно логичным образом, стоит лишь внимательно присмотреться, и все встанет на свои места:

Это уравнение говорит о том, что в результате какого-то процесса система переходит из одного энергетического состояния в другое, но полная энергия остается неизменной. 

Но множество частных энергий, между прочим, отлично годится для описания отдельных классов физико-химических явлений (механика, молекулярно-кинетическая теория, электромагнетизм и пр.), хотя и несколько скрывая при этом всю ту огромную, полную гармонии,  картину нашего мира. 

Т.о. оказывается, что в любом процессе обмена энергией на самом деле происходит преобразование потенциальной энергии в кинетическую или наоборот, а понятие, например, химической энергии – это скорей удобный способ классифицировать те или иные явления, происходящие вокруг.

Прежде чем закончить, зададим себе ещё один вопрос:  что такое эта таинственная химическая энергия,  движущая химическими реакциями, с точки зрения понятий, которые мы сегодня разобрали? 

Ответ на него таков: чаще всего химической энергией является потенциальная энергия всех химических связей (между атомами, молекулами, ионами) внутри вещества, а также немножко кинетической энергии собственных движений этих частиц! Вот так вот. 

До следующей статьи )