Kemijske veze i kemijska energija
- prepoznati različite oblike energije
- razlikovati endotermni i egzotermni proces
- prepoznati na primjeru pojmove: okolina, sustav, granica sustava
- razlikovati promjenu energije u sustavu i izmjenu energije između sustava i okoline.
Uvod
Sunce je nama najbliža i najvažnija zvijezda.
Sunce je golem fuzijski reaktor, izvor života, svjetlosti i topline.
Uvod
Sunce, nama najbliža i najvažnija zvijezda, golem je fuzijski reaktor, izvor života, svjetlosti i topline.
Količina energije na Zemlji ovisi o nuklearnoj fuziji na Suncu.
Materija Sunca je u stanju plazme zbog jako visokih temperatura.
Svake sekunde Sunce emitira energiju od .
Osnovna SI jedinica za energiju je Joule (čitamo: džul).
Količina energije na Zemlji ovisi upravo o nuklearnoj fuziji na Suncu. Zbog nezamislivo visokih temperatura materija je ove zvijezde u stanju plazme. Svake sekunde Sunce emitira energiju od J.
Joule je osnovna SI jedinica za energiju, .
Hlađenjem Zemljine površine, nastankom Zemljine kore i različitih kemijskih spojeva, oslobađa se ogromna količina topline.
Milijunima godina toplina se širila Svemirom.
Danas pouzdano znamo da se spajanjem atoma elemenata u spojeve ili razlaganjem spojeva na atome elemenata energija ili troši ili oslobađa.
Želimo li iz 100 g vode () dobiti vodik () i kisik (), morat ćemo utrošiti istu količinu energije koja se oslobodila prilikom nastajanja 100 g vode ().
Energija koju je Sunce u pradavna vremena uložilo u izgradnju organskih spojeva, a koji se nalaze u drvu, ugljenu ili nafti, danas se njihovim izgaranjem vraća.
Najčešće se vraća u obliku svjetlosti ili topline.
Jedno od svojstva energije je pretvaranje iz jednog oblika u drugi.
Hlađenjem Zemljine površine, nastankom Zemljine kore i različitih kemijskih spojeva oslobođena je ogromna količina topline koja se milijunima godina širila prostranstvima Svemira. Danas pouzdano znamo da se spajanjem atoma elemenata u spojeve ili razlaganjem spojeva na atome elemenata energija gotovo uvijek ili troši ili oslobađa. Naime, želimo li iz 100 g vode dobiti vodik i kisik, morat ćemo utrošiti istu onu količinu energije koja se oslobodila prilikom nastajanja 100 g vode.
Energija koju je Sunce u pradavna vremena uložilo u izgradnju organskih spojeva koji se nalaze u drvu, ugljenu ili nafti danas se njihovim izgaranjem vraća, najčešće, u obliku svjetlosti ili topline.
Jedno od svojstava energije je pretvaranje iz jednog oblika u drugi.
Prilikom paljenja svjetla u žarulji sa žarnom niti
dolazi do pretvorbe električne energije u svjetlosnu i toplinsku energiju.
Približno 95 % energije pretvara se u toplinsku, a samo 5 % u svjetlosnu.
Žarulje sa žarnom niti odlaze u povijest.
Prvu električnu žarulju izumio je hrvatski znanstvenik Franjo Hanaman.
On je prije više od stotinu godina u Beču, zajedno s austrijskim znanstvenikom dr. Alexanderom Justom, izumio i patentirao žarulju sa zadovoljavajućom čvrstoćom i elastičnošću volframove niti.
Godine 1910. patentna prava otkupio je američki General Electric.
Prilikom paljenja svjetla u žarulji sa žarnom niti dolazi do pretvorbe električne energije u svjetlosnu i toplinsku energiju. Budući da se približno 95 % energije pretvara u toplinsku, a samo 5 % u svjetlosnu, žarulje sa žarnom niti odlaze u povijest.
Uz prvu masovno prihvatljivu električnu žarulju vezano je ime hrvatskog znanstvenika Franje Hanamana, rođenog 1878. godine u Drenovcima kraj Županje. On je prije više od stotinu godina u Beču, zajedno s austrijskim znanstvenikom dr. Alexanderom Justom, izumio i patentirao žarulju sa zadovoljavajućom čvrstoćom i elastičnošću volframove niti. Godine 1910. patentna je prava otkupio američki General Electric.
Jedna od sociološko-ekonomskih podjela izvora energije je na:
1. neobnovljive izvore
2. obnovljive izvore.
Jedna od sociološko-ekonomskih podjela izvora energije jest na neobnovljive i obnovljive izvore.
Je li tvrdnja točna ili netočna? Odaberite klikom na gumb.
Je li ova tvrdnja točna?
Neobnovljive izvore energije kao što su ugljen, nafta i zemni plin nazivamo fosilnim gorivima.
Je li tvrdnja točna ili netočna? Odaberite klikom na gumb.
Je li ova tvrdnja točna?
Neobnovljivih izvora ima u neograničenim količinama.
Netočno, količina neobnovljivih izvora je ograničena.
Je li tvrdnja točna ili netočna? Odaberite klikom na gumb.
Je li ova tvrdnja točna?
Primjenom fosilnih goriva zagađuje se okoliš, povećava se udio stakleničkih plinova u atmosferi.
Budući da fosilna goriva sadrže ugljik, njihovim izgaranjem u atmosferu odlaze velike količine ugljikova(IV) oksida i ostalih stakleničkih plinova.
Je li tvrdnja točna ili netočna? Odaberite klikom na gumb.
Je li ova tvrdnja točna?
Fosilna goriva su još uvijek najviše korišten izvor energije i odgovorna su za globalno zatopljenje.
Je li tvrdnja točna ili netočna? Odaberite klikom na gumb.
Je li ova tvrdnja točna?
Sve države svijeta potpisale su protokol iz Kyota kao dodatak međunarodnom sporazumu o klimatskim promjenama, a radi smanjivanja stakleničkih plinova.
Protokol je otvoren za potpisivanje u japanskom gradu Kyotu 11. prosinca 1997. godine, a stupio je na snagu 16. veljače 2005. godine.
Hrvatska je kao 170. država prihvatila Protokol 27. travnja 2007. godine odlukom Hrvatskog sabora.
Među državama koje nisu potpisale Protokol iz Kyota su i Sjedinjene Američke Države.
Je li tvrdnja točna ili netočna? Odaberite klikom na gumb.
Je li ova tvrdnja točna?
Nuklearna goriva ne zagađuju atmosferu.
Problem predstavlja iskorišteno nuklearno gorivo koje je još uvijek radioaktivno, zbog čega mora biti posebno skladišteno još godinama nakon korištenja.
Je li tvrdnja točna ili netočna? Odaberite klikom na gumb.
Je li ova tvrdnja točna?
U obnovljive izvore ubrajaju se energija sunčeva zračenja, vjetra, vodenih tokova, morskih mijena i valova, geotermalna energija i energija biomase.
Je li tvrdnja točna ili netočna? Odaberite klikom na gumb.
Je li ova tvrdnja točna?
Podzemna se voda može ugrijati Zemljinom toplinom i izbijati na površinu kao para ili vruća voda koja se koristi za dobivanje električne energije.
Je li tvrdnja točna ili netočna? Odaberite klikom na gumb.
Je li ova tvrdnja točna?
Prva komercijalna hrvatska vjetroelektrana puštena je u rad prije 30 godina u Međimurju, čije je središte grad Čakovec.
Prva komercijalna hrvatska vjetroelektrana puštena je u rad 2005. godine na otoku Pagu.
Je li tvrdnja točna ili netočna? Odaberite klikom na gumb.
Je li ova tvrdnja točna?
Energija biomase* koristi se samo za grijanje, kao izvor topline.
*Energija biomase je energija sadržana u tvarima biljnog ili životinjskog porijekla.
Netočno, u novije vrijeme biomasa se, osim za grijanje, koristi i za proizvodnju električne energije.
Želite li pokušati ponovo?
Je li tvrdnja točna ili netočna? Odaberite klikom na gumb.
Je li ova tvrdnja točna?
Neobnovljive izvore energije kao što su ugljen, nafta i zemni plin nazivamo fosilnim gorivima.
Je li tvrdnja točna ili netočna? Odaberite klikom na gumb.
Je li ova tvrdnja točna?
Neobnovljivih izvora ima u neograničenim količinama.
Netočno, količina neobnovljivih izvora je ograničena.
Je li tvrdnja točna ili netočna? Odaberite klikom na gumb.
Je li ova tvrdnja točna?
Primjenom fosilnih goriva zagađuje se okoliš, povećava se udio stakleničkih plinova u atmosferi.
Budući da fosilna goriva sadrže ugljik, njihovim izgaranjem u atmosferu odlaze velike količine ugljikova(IV) oksida i ostalih stakleničkih plinova.
Je li tvrdnja točna ili netočna? Odaberite klikom na gumb.
Je li ova tvrdnja točna?
Fosilna goriva su još uvijek najviše korišten izvor energije i odgovorna su za globalno zatopljenje.
Je li tvrdnja točna ili netočna? Odaberite klikom na gumb.
Je li ova tvrdnja točna?
Sve države svijeta potpisale su protokol iz Kyota kao dodatak međunarodnom sporazumu o klimatskim promjenama, a radi smanjivanja stakleničkih plinova.
Protokol je otvoren za potpisivanje u japanskom gradu Kyotu 11. prosinca 1997. godine, a stupio je na snagu 16. veljače 2005. godine. Hrvatska je kao 170. država prihvatila Protokol 27. travnja 2007. godine odlukom Hrvatskog sabora. Među državama koje nisu potpisale Protokol iz Kyota su i Sjedinjene Američke Države.
Je li tvrdnja točna ili netočna? Odaberite klikom na gumb.
Je li ova tvrdnja točna?
Nuklearna goriva ne zagađuju atmosferu. Problem predstavlja iskorišteno nuklearno gorivo koje je još uvijek radioaktivno, zbog čega mora biti posebno skladišteno još godinama nakon korištenja.
Je li tvrdnja točna ili netočna? Odaberite klikom na gumb.
Je li ova tvrdnja točna?
U obnovljive izvore ubrajaju se energija sunčeva zračenja, vjetra, vodenih tokova, morskih mijena i valova, geotermalna energija i energija biomase.
Je li tvrdnja točna ili netočna? Odaberite klikom na gumb.
Je li ova tvrdnja točna?
Podzemna se voda može ugrijati Zemljinom toplinom i izbijati na površinu kao para ili vruća voda koja se koristi za dobivanje električne energije.
Je li tvrdnja točna ili netočna? Odaberite klikom na gumb.
Je li ova tvrdnja točna?
Prva komercijalna hrvatska vjetroelektrana puštena je u rad prije 30 godina u Međimurju, u blizini grada Čakovca.
Prva komercijalna hrvatska vjetroelektrana puštena je u rad 2005. godine na otoku Pagu.
Je li tvrdnja točna ili netočna? Odaberite klikom na gumb.
Je li ova tvrdnja točna?
Energija biomase* koristi se samo za grijanje, kao izvor topline.
*Energija biomase je energija sadržana u tvarima biljnog ili životinjskog porijekla.
Netočno, u novije vrijeme biomasa se, osim za grijanje, koristi i za proizvodnju električne energije.
Želite li pokušati ponovo?
Kemijska reakcija, kemijske veze, kemijska energija
Kemijska energija je energija pohranjena u kemijskim vezama između atoma u kemijskim spojevima.
Stoga ju je opravdano nazivati energija veze.
To je oblik potencijalne energije.
Proizlazi iz različitog načina vezivanja atoma u molekule.
Kemijska reakcija, kemijske veze, kemijska energija
Kemijska energija je energija pohranjena u kemijskim vezama između atoma u kemijskim spojevima, pa je stoga opravdano da je se naziva energija veze. To je jedan od oblika potencijalne energije, a proizlazi iz različitog načina vezivanja atoma u molekule.
Promjena energije kod kemijskih reakcija
Kemijska reakcija je prijelaz reaktanata u produkte, tvari drukčijih fizikalnih i kemijskih svojstava.
Kemijske reakcije najčešće prati promjena energije.
Energija se oslobađa ili veže kao toplina ili kao rad.
Pritom može doći do pretvorbe energije, npr. u električnu, svjetlosnu ili neki drugi oblik energije.
Egzotermne reakcije su one kemijske reakcije u kojima se energija oslobađa u obliku topline.
Promjena energije kod kemijskih reakcija
Kemijska reakcija je prijelaz reaktanata u produkte, tvari drukčijih fizikalnih i kemijskih svojstava. Kemijske reakcije najčešće prati promjena energije.
Energija se oslobađa ili veže kao toplina ili kao rad. Pritom može doći do pretvorbe energije, npr. u električnu, svjetlosnu ili neki drugi oblik energije.
Egzotermne reakcije su one kemijske reakcije u kojima se energija oslobađa u obliku topline.
Endotermne promjene su one reakcije u kojima se energija kao toplina prelazi iz okoline u sustav.
Reakcije u kojima energija kao toplina prelazi iz okoline u sustav su endotermne promjene.
Zbog čega pri kemijskim reakcijama dolazi do promjene energije?
Tijekom kemijskih reakcija dolazi do kidanja postojećih i stvaranja novih kemijskih veza.
Za kidanje veza između atoma u jedinkama reaktanata potrebna je energija.
Pri nastajanju novih veza u jedinkama produkata energija se oslobađa.
Energijske promjene pri sintezi klorovodika
Videozapis prikazuje simulaciju sinteze klorovodika (HCl).
Zbog čega pri kemijskim reakcijama dolazi do promjene energije?
Pojednostavljeno možemo reći da tijekom kemijskih reakcija dolazi do kidanja postojećih i stvaranja novih kemijskih veza. Za kidanje veza između atoma u jedinkama reaktanata potrebna je energija, a pri nastajanju novih veza u jedinkama produkata energija se oslobađa.
Energijske promjene pri sintezi klorovodika
Videozapis prikazuje simulaciju sinteze klorovodika.
Jednadžbu kemijske reakcije sinteze klorovodika (HCl) zapišite uz pomoć alata Pisanje kemijskih jednadžbi na webu.
Jednadžbu kemijske reakcije sinteze klorovodika zapišite uz pomoć alata Pisanje kemijskih jednadžbi na webu.
Je li tvrdnja točna ili netočna? Odaberite klikom na gumb.
Je li ova tvrdnja točna?
Proučite energijski dijagram sinteze natrijeva klorida () reakcijom klora () i vodika ().
Odgovorite na sljedeće pitanje.
Energija potrebna za kidanje kovalentnih veza u molekulama reaktanata veća > je od energije koja se oslobađa pri nastajanju veza u molekulama produkta.
Unesite odgovore na pripadajuća mjesta.
Želite li pokušati ponovo?
Je li tvrdnja točna ili netočna? Odaberite klikom na gumb.
Je li ova tvrdnja točna?
Proučite energijski dijagram sinteze klorovodika reakcijom klora i vodika i odgovorite na sljedeće pitanje. Energija potrebna za kidanje kovalentnih veza u molekulama reaktanata veća je od energije koja se oslobađa pri nastajanju veza u molekulama produkta.
Unesite odgovore na pripadajuća mjesta.
Želite li pokušati ponovo?
Endotermne i egzotermne promjene
Žarenjem vapnenca (CaCO3), u lončiću za žarenje, dolazi do termičke razgradnje na živo vapno (CaO) i ugljikov (IV) oksid (CO2).
Jednadžba kemijske reakcije:
Osmislite pokus i mjerenja koja biste nužno trebali provesti kako biste ispitali je li reakcija živog vapna s vodom endotermna ili egzotermna promjena.
Jednadžbu te kemijske reakcije zapišite uz pomoć alata Pisanje kemijskih jednadžbi na webu.
Svoje uratke pripremite u obliku radnog listića kojega možete razmijeniti sa suučenicima u razredu koristeći alat Google disk i tako usporediti i dopuniti svoje uratke.
Uratci će vam poslužiti u izvedbi pokusa u školskom laboratoriju.
Na stručnim mrežnim stranicama istražite neke kemijske i fizikalne promjene koje su primjer endotermne reakcije ili endotermne promjene. Pokus možete izvesti u školskom laboratoriju uz prisustvo nastavnika radom u skupinama.
Endotermne i egzotermne promjene
Žarenjem vapnenca, u lončiću za žarenje, dolazi do termičke razgradnje na živo vapno i ugljikov(IV) oksid.
Jednadžba kemijske reakcije:
Osmislite pokus i mjerenja koja biste nužno trebali provesti kako biste ispitali je li reakcija živog vapna s vodom endotermna ili egzotermna promjena. Jednadžbu te kemijske reakcije zapišite uz pomoć alata Pisanje kemijskih jednadžbi na webu. Svoje uratke pripremite u obliku radnog listića kojega možete razmijeniti sa suučenicima u razredu koristeći alat Google disk i tako usporediti i dopuniti svoje uratke koji će vam poslužiti u izvedbi pokusa u školskom laboratoriju.
Na stručnim mrežnim stranicama istražite neke kemijske i fizikalne promjene koje su primjer endotermne reakcije ili endotermne promjene. Pokus možete izvesti u školskom laboratoriju uz prisustvo nastavnika radom u skupinama.
Zbog čega pri promjeni agregacijskih stanja dolazi do promjene energije?
U svakom agregacijskom stanju molekule imaju neku količinu kinetičke energije.
U krutinama je ta količina energije malena.
Molekule samo titraju oko položaja ravnoteže pa ih sile interakcije održavaju blizu jednu drugoj.
U tekućinama jedinke imaju više kinetičke energije.
Sile interakcije mogu biti nadjačane.
Zbog toga se jedinke mogu kretati slobodnije i razmak među njima je veći >.
Jedinke plinova imaju veliku kinetičku energiju. Interakcije među jedinkama su male.
Jedinke se slobodno kreću ispunjavajući cijeli volumen sustava.
Upišite nazive prijelaza agregacijskih stanja tvari prikazanih na slici.
Zbog čega pri promjeni agregacijskih stanja dolazi do promjene energije?
U svakom agregacijskom stanju molekule imaju neku količinu kinetičke energije.
U krutinama je ta količina energije malena, molekule samo titraju oko položaja ravnoteže pa ih sile interakcije održavaju blizu jednu drugoj.
U tekućinama jedinke imaju više kinetičke energije i sile interakcije mogu biti nadjačane. Zbog toga se jedinke mogu kretati slobodnije i razmak među njima je veći.
Jedinke plinova imaju veliku kinetičku energiju, interakcije među jedinkama su male i jedinke se slobodno kreću ispunjavajući cijeli volumen sustava.
Upišite nazive prijelaza agregacijskih stanja tvari prikazanih na slici.
Unesite odgovore na pripadajuća mjesta.
Unesite odgovore na pripadajuća mjesta.
Povlačenjem elemenata uskladi odgovarajuće parove.
Spojite parove premještajući pojmove po stupcima.
Pažljivo pogledaj film i poveži odgovore.
Što je sustav?
Čaša s kiselinom i metalom.
Što je okolina?
Laboratorij.
U kojem se smjeru toplina prenosi?
Sustav je otvoren.
Je li sustav otvoren ili zatvoren?
Iz sustava prema okolini.
Klikom odaberite jedan točan odgovor.
Odaberite točan odgovor.
U egzotermnom procesu:
Želite li pokušati ponovo?
Unesite odgovore na pripadajuća mjesta.
Unesite odgovore na pripadajuća mjesta.
Povlačenjem elemenata uskladi odgovarajuće parove.
Spojite parove premještajući pojmove po stupcima.
Pozorno pogledajte videozapis i pitanjima u lijevom stupcu pridružite odgovarajući odgovor.
Što je sustav?
Laboratorij.
Što je okolina?
Sustav je otvoren.
U kojem se smjeru toplina prenosi?
Iz sustava prema okolini.
Je li sustav otvoren ili zatvoren?
Čaša s kiselinom i metalom.
Klikom odaberite jedan točan odgovor.
Odaberite točan odgovor.
U egzotermnom procesu:
Želite li pokušati ponovo?
Na kraju…
Nuklearna katastrofa na nuklearnoj elektrani Fukushima Daiichi na japanskoj obali Tihog oceana
Oštećenje nuklearnog reaktora uzrokovao je tsunami kojeg je izazvao potres magnitude 9,0 prema Richterovoj ljestvici.
Potres se dogodio u ožujku 2011. godine.
To je jedna od najvećih svjetskih nuklearnih katastrofa koje su se dogodile nakon Černobila.
Nuklearna katastrofa u Černobilu dogodila se u travnju 1986. godine.
Na temelju sadržaja koji su vam dostupni na stručnim mrežnim stranicama istražite argumente za i protiv dobivanja električne energije iz nuklearnih elektrana.
Zaključak donesite na temelju rasprave koju možete organizirati sa suučenicima uporabom digitalnog alata Tricider, namijenjenoga prikupljanju ideja i poticanju diskusije.
Nuklearna katastrofa na nuklearnoj elektrani Fukushima Daiichi na japanskoj obali Tihog oceana
Oštećenje nuklearnog reaktora uzrokovao je tsunami kojeg je izazvao potres magnitude 9,0 prema Richterovoj ljestvici u ožujku 2011. godine. To je jedna od najvećih svjetskih nuklearnih katastrofa koje su se dogodile nakon Černobila u travnju 1986. godine.
Na temelju sadržaja koji su vam dostupni na stručnim mrežnim stranicama istražite argumente za i protiv dobivanja električne energije iz nuklearnih elektrana. Zaključak donesite na temelju rasprave koju možete organizirati sa suučenicima uporabom digitalnog alata Tricider, namijenjenoga prikupljanju ideja i poticanju diskusije.