物质总能量与键能的关系

文/水上君子
专题:

化学反应总是要使自身能量降低,类似物理中的势能,总是要向降低能量的方向反应。物质能量越大,就相当于势能越大,就越不稳定。键能是断裂1mol气态分子中的化学键所吸收的能量或者生产1mol化学键所放出的能量,如果键能越大,则断裂所需要吸收的能量就越多,该物质就越稳定。

在自然界中能量的形式多种多样,如光能、热能、电能、机械能和化学能等。在生命体系中,只有化学能可以被直接作为用来做功的能源,而其他形式的能量则是起激发生物体做功的作用。例如,它们可以分别激发动物的平衡感觉、视觉、温觉、痛觉和味觉等。提供给生物体做功的化学能,可以来自因水解等化学反应而造成生物分子化学键断裂产生的能量,也可以来自因离子浓度梯度变化而得到的能量。

对生物体来说,储藏在化学键中的能量是一种重要的自由能。所谓自由能,就是能够用来做功的能量。食物中的自由能有相当一部分是以热的形式散发出去,这些热不能再被用来做功。不管怎么说,所有形式的能量最终都要转化为热能,因此能量的测度通常采用热的单位,如千焦(kJ)、千卡(kcal)。

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