Wanneer aan het einde van de chemische reactie meer energie vrijkomt dan er verbruikt is dan is er chemische energie beschikbaar gekomen. Meestal is dit in de vorm van warmte maar kan ook bestaan uit lichtenergie (bijvoorbeeld bij chemoluminescentie} of elektrische energie )zoals in een batterij).
Warmte-energie
Temperatuur is eigenlijk kinetische energie van moleculen en atomen die een stof vormen. Om dus iets in temperatuur te laten stijgen of dalen is er energie nodig. De deeltjes moeten namelijk meer of minder kinetische energie krijgen. Deze energie wordt warmte of warmte-energie genoemd.
Chemische energie is energie die ligt opgeslagen in stoffen en die door een chemische reactie vrij kan komen. Bijvoorbeeld: Benzine. Hierin zit chemische energie opgeslagen. Door het verbanden van benzine komt deze energie vrij in de vorm van warmte.
Warmte is de som van de kinetische energie van de deeltjes die in een voorwerp zitten. Warmte is dus een vorm van energie en kan toegevoegd of afgevoerd worden van een voorwerp. Wat is de eenheid van warmte? Warmte is een energiesoort en heeft als eenheid dus de Joule (J).
Bij thermochemische opslag wordt warmte opgeslagen door middel van een chemische reactie, bijvoorbeeld tussen water en zout. Door deze reactie om te draaien komt de warmte weer vrij.
Chemische energie
In een open haard is de brandstof hout, in een cv-ketel is de brandstof aardgas en in een barbecue is de brandstof houtskool (zie figuur). De energie in een brandstof noem je chemische energie. Je zet chemische energie om in warmte door de brandstof te verbranden (zie figuur).
Chemische energie die is opgeslagen kan vrij komen tijdens een chemische reactie. Hierbij worden nieuwe bindingen gevormd, wat energie oplevert, en andere bindingen verbroken, wat energie kost. Is aan het eind van de reactie meer energie vrijgekomen dan verbruikt, dan is er dus chemische energie beschikbaar gekomen.
Het is onmogelijk om warmte voor 100% in arbeid (elektriciteit) om te zetten. Dit is een formulering van de 2e hoofdwet van de thermodynamica en hier wordt in het vak TB242E, Processen in de energiesector, uitgebreid bij stilgestaan.
De warmte is afkomstig uit water uit diepe aardlagen (vanaf 500 meter diep). In Nederland wordt aardwarmte vooral gebruikt om kassen, woningen en andere gebouwen te verwarmen. Het is een alternatief voor het verbranden van aardgas en steenkool.
Volgens de mechanische warmteleer, de thermodynamica, wordt warmte bepaald door de beweging van moleculen in een lichaam. Een maat voor de bewegingsenergie van moleculen is temperatuur. Om de temperatuur van een lichaam te verhogen, is toevoer van warmte nodig.
Tijdens een chemische reactie kan de chemische energie die is opgeslagen vrij komen. Bij zo'n reactie worden chemische bindingen in de uitgangsstoffen verbroken. Dit kost energie en er worden nieuwe atoombindingen gevormd wat weer energie oplevert.
Een product dat energie bevat in de vorm van een brandstof, warmte of kracht. Aardolie, aardgas en steenkool zijn fossiele energiedragers. Het zijn ook primaire energiedragers omdat ze uit de natuur gewonnen worden.
In de eerste paragraaf hebben we het even gehad over chemische energie. Dit is de energie die is opgeslagen in de bindingen tussen atomen. Een bekend voorbeeld is de energie in brandstoffen zoals benzine.
Men onderscheidt drie “soorten” warmte als we het hebben over verwarming en de overdracht van warmte: geleidingswarmte, convectiewarmte en stralingswarmte.
Warmte is een maat voor de energie, in dit geval thermische energie. De warmte geeft aan hoeveel energie er wordt overgedragen van een voorwerp met een hoge temperatuur naar een voorwerp met een lage temperatuur. Warmte gaat dus altijd van een hoge naar een lage temperatuur, nooit andersom!
Chemische energie is energie die ontstaat door chemische reacties, dat zijn omzettingen van stoffen. Deze omzettingen gebeuren bijvoorbeeld in een batterij, of in een brandstofcel.
Aardwarmte, ook wel geothermie, maakt gebruik van warmte uit de diepe ondergrond. Vanuit minimaal 500 meter onder de grond wordt warm water opgepompt, wat gebruikt wordt om leidingwater te verwarmen. Dit warme leidingwater warmt daarna ruimtes op, bijvoorbeeld in een woning.
Q = m .c .∆T Hierin is: m de massa in kg, c de soortelijke warmte in J/kg/K en ∆T de temperatuurstijging. Met jou gegevens kun je de formule invullen en Q berekenen.
Conclusie. Dat hitte in Spanje anders voelt dan in Nederland komt doordat de lucht bij ons vochtiger is. Een hogere luchtvochtigheid zorgt ervoor dat je meer moet zweten, waardoor het benauwder aanvoelt. Voor het gevoel is het dan ook warmer dan de thermometer aangeeft: de gevoelstemperatuur ligt dus hoger.
Bekende bronnen zijn lucht, de bodem en water.Een minder bekende is zonnewarmte. Met PVT (Photo-Voltaic-Thermal) panelen of zonnecollectoren kan zonnewarmte en omgevingswarmte onttrokken worden. De opgenomen warmte wordt vervolgens door de warmtepomp verder verwarmd voor lagetemperatuurverwarming.
Fossiele brandstoffen bevatten chemische energie. Deze wordt in een verbrandingsproces omgezet in warmte-energie. De warmte-energie kan in processen die warmte nodig hebben, direct worden gebruikt, bijvoorbeeld in een bakoven.
De eerste echte, chemische batterij, waarmee je veel gedoseerder energie kunt ontladen dan met een Leidse fles, werd uitgevonden door Alessandro Volta in Italië, een halve eeuw na Benjamin Franklins experimenten in Pennsylvania. Het was een kikker in handen van conculega Luigi Galvani, die Volta op het idee bracht.
Temperatuur T is een maat voor de gemiddelde bewegingsenergie van de atomen of moleculen. Warmte is de hoeveelheid overgedragen energie van een voorwerp met hoge temperatuur naar een voorwerp met lage temperatuur.