탄소를 결합된 물질을 탄소를 끓으면 왜 에너지가 발생하나요

Question

철강이나 여러 탄소가 여러개로 결한된 물질이 있는데요

그런데 이 탄소결합된것을 끓어버리먄 에너지가 발생한다고 하는데 그 이유가 무엇인가요

Answer 1

안녕하세요.

탄소가 다른 원소와 결합하여 형성된 물질을 가열할 때 에너지가 발생하는 현상은 주로 화학적 결합의 변화와 관련이 있습니다. 탄소를 포함한 화합물이 열을 받으면, 그 구조 내의 화학적 결합이 깨지며 새로운 화학 반응이 일어납니다. 이 과정에서 에너지가 방출되는 것입니다.
석탄이나 석유와 같은 탄소 기반의 화석 연료를 태울 때 발생하는 현상을 예로 들어보면, 이러한 물질은 주로 탄소와 수소의 긴 사슬로 구성된 유기 화합물입니다. 이 화합물들이 공기 중의 산소와 반응하여 연소할 때, 탄소와 수소는 각각 이산화탄소(CO₂)와 물(H₂O)로 변환됩니다. 이 과정에서 화학 결합의 재배열이 일어나며, 결합 에너지의 차이로 인해 상당량의 에너지가 열과 빛의 형태로 방출됩니다.

이때 에너지 방출의 원인은 화학 반응 중 발생하는 결합 에너지의 변화입니다. 원래의 화학물질(ex : 석탄)이 갖는 화학적 결합의 에너지가 새로 형성된 화합물(ex : 이산화탄소, 물)의 결합 에너지보다 높을 때, 그 차이만큼의 에너지가 주변 환경으로 방출되게 됩니다. 이는 보존된 에너지가 열로 변환되어 방출되는 것으로, 열역학의 법칙에 따라 에너지는 소멸되지 않고 다른 형태로 전환될 뿐입니다.

Answer 2

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

탄소가 여러 개로 결합된 물질, 즉 탄소화합물이 열에 의해 분해되거나 연소될 때 에너지가 발생하는 이유는 화학 결합의 해리와 형성에 있습니다.

탄소와 다른 원자(예: 수소, 산소) 간의 결합은 강한 공유 결합으로, 이 결합을 끊고 새로운 결합을 형성하는 과정에서 에너지가 방출됩니다.예를 들어, 탄소와 수소가 결합된 탄화수소가 연소될 때, 탄소-수소 결합이 끊어지고 산소와 결합하여 이산화탄소와 물을 형성합니다.

이 과정에서 강한 결합의 안정적인 생성물이 만들어지면서 많은 에너지가 방출됩니다. 이러한 에너지 방출은 화학 결합의 해리와 형성 과정에서 발생하는 자유 에너지 변화에 기인합니다.