Energia química vs nuclear

A energia química é liberada através do rearranjo de elétrons nos átomos e moléculas. A energia de ligação é da ordem de volt de elétron.

A energia nuclear é liberada pela mudança na energia de ligação dos núcleons. Essa energia é da ordem de milhões de elétron-volt.

Ligações moleculares e compostos compõem 90% da química. Que substituições e transformações, subprodutos e alterações termodinâmicas entre soluções e elementos induzem uma resposta

A energia nuclear é submolecular e tem um ROE maior do que qualquer ligação com produtos químicos, porque será a interação entre as massas fundamentais de energia

A energia química está associada à distribuição dos elétrons ao redor dos núcleos de múltiplos átomos e à ligação desses átomos em moléculas. aqui estão alguns exemplos:

2 H2 + O2 → 2 H2O

Essa reação produz 285.800 Joules por mol de água. A água é (2 * 1.008 + 19.999) = 22.015 g / mol, de modo que cada kg (1 litro) de água produzido libera 1000 / 22.015 moles * 285.800 Joules / mole = 1,2982e7 Joules ou 3,6 quilowatt-hora ou, a preços típicos de energia doméstica, cerca de US $ 0,36 em eletricidade.

Na escala atômica, essa reação libera cerca de 3 eV por molécula de água. Em uma escala subatômica, dois elétrons foram redistribuídos do H2 para o H2O, de 1,48 eV por elétron.

A formação de água é uma reação química particularmente energética.

Energia ainda mais alta por elétron é a formação de HF a 273,3 KJ / mol ou 2,83 eV por elétron. Além do meu entendimento, está a química dentro de uma bateria de íon de lítio que produz algo como 4,7 volts, mas acho que é a soma de duas reações, uma ocorrendo no cátodo e a outra no ânodo.

Uma reação química fraca é a formação das ligações de hidrogênio Van der Waal que se formam como gelo congela. São cerca de 1 KJ / mol ou cerca de 1/300 de energia que a formação de água se une, da ordem de 0,001 eV.

Para resumir, as energias de ligação química estão geralmente na faixa de 0,001 a 3 elétron-volts.

Mas os laços nucleares são muito, muito, muito mais fortes.

O primeiro passo da fusão do hidrogênio: dois prótons se fundem em um di-próton e decaem imediatamente em um núcleo de hélio, um pósitron, um neutrino de elétrons e um raio gama de 420.000 eV. Então esse pósitron aniquila com um elétron emitindo outros 1.020.000 eV para uma energia total de 1.440.000 eV.

Se esse deutério se fundir com outro próton, produzindo hélio-3, a energia liberada será de 5.490.000 eV.

Se dois núcleos de hélio-3 se fundem, eles liberam 12.860.000 eV.

13 milhões de eV para uma fusão He3-He3 vs 3 eV para fazer uma molécula de água! A fusão é de cerca de 1-6 milhões de vezes mais energética que as reações químicas.

Mas a fissão é ainda mais enérgica. Quando um núcleo de urânio-235 absorve um nêutron e depois se divide em dois pedaços mais alguns nêutrons, ele libera cerca de 210.000.000 eV. Isso é cerca de 100 milhões de vezes mais energia que a reação HF superenergética.

Lembra que a energia de produzir um kg de água era de cerca de US $ 0,36? Bem, a fissão de 1 kg de urânio-235 produz 5,38e32 eV ou 8,62e13 Joules ou 24 milhões de quilowatts-hora ou cerca de US $ 2,4 milhões em eletricidade.

Portanto, a diferença entre energia química e nuclear é a diferença entre 36 centavos e US $ 2,4 milhões.