Oltre ai grassi, che cos' altro consiste in atomi di carbonio, idrogeno e ossigeno?
doc-11519
Le molecole di carboidrati e grassi sono costituite da atomi di carbonio, idrogeno e ossigeno. I carboidrati vanno dai monosaccaridi semplici (glucosio, fruttosio, galattosio) ai polisaccaridi complessi (amido). I grassi sono trigliceridi, costituiti da monomeri di acidi grassi assortiti legati ad una spina dorsale di glicerolo. Alcuni acidi grassi, ma non tutti, sono essenziali nella dieta: non possono essere sintetizzati nel corpo. Le molecole di proteine contengono atomi di azoto oltre a carbonio, ossigeno e idrogeno. I componenti fondamentali delle proteine sono gli aminoacidi contenenti azoto, alcuni dei quali sono essenziali nel senso che gli esseri umani non possono farli internamente. Alcuni degli amminoacidi sono convertibili (con dispendio di energia) in glucosio e possono essere utilizzati per la produzione di energia, proprio come il normale glucosio, in un processo noto come gluconeogenesi. Distruggendo le proteine esistenti, lo scheletro di carbonio dei vari amminoacidi può essere metabolizzato in intermedi nella respirazione cellulare; l' ammoniaca rimanente viene scartata principalmente come urea nelle urine. Questo si verifica normalmente solo durante la fame prolungata.
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doc-11522
Una molecola di grasso dietetico è costituita in genere da diversi acidi grassi (contenenti lunghe catene di atomi di carbonio e idrogeno), legati ad un glicerolo. Si trovano tipicamente come trigliceridi (tre acidi grassi attaccati ad una spina dorsale in glicerolo). I grassi possono essere classificati come saturi o insaturi a seconda della struttura dettagliata degli acidi grassi interessati. I grassi saturi hanno tutti gli atomi di carbonio nelle loro catene di acidi grassi legati agli atomi di idrogeno, mentre i grassi insaturi hanno alcuni di questi atomi di carbonio a doppio legame, per cui le loro molecole hanno relativamente meno atomi di idrogeno di un acido grasso saturo della stessa lunghezza. I grassi insaturi possono essere ulteriormente classificati come monoinsaturi (un doppio legame) o polinsaturi (molti doppi legami). Inoltre, a seconda della posizione del doppio legame nella catena degli acidi grassi, gli acidi grassi insaturi sono classificati come acidi grassi omega-3 o omega-6. I grassi trans sono un tipo di grasso insaturo con legami transisomeri; sono rari in natura e negli alimenti di origine naturale; sono tipicamente creati in un processo industriale chiamato idrogenazione (parziale). Ci sono nove chilocalorie in ogni grammo di grasso. Gli acidi grassi come l' acido linoleico coniugato, l' acido catalpico, l' acido eleostearico e l' acido punico, oltre a fornire energia, rappresentano potenti molecole immunitarie modulatorie.
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doc-912
La maggior parte degli animali utilizza indirettamente l' energia della luce solare mangiando piante o animali che si nutrono di piante. La maggior parte delle piante usa la luce per convertire le molecole inorganiche nel loro ambiente in carboidrati, grassi, proteine e altre biomolecole, tipicamente contenenti carbonio ridotto sotto forma di legami carbonio-idrogeno. Partendo dall' anidride carbonica (CO2) e dall' acqua (H2O), la fotosintesi converte l' energia della luce solare in energia chimica sotto forma di zuccheri semplici (ad es. glucosio) con il rilascio di ossigeno molecolare. Questi zuccheri vengono poi utilizzati come elementi di base per la crescita delle piante, compresa la produzione di altre biomolecole. Quando un animale mangia le piante (o mangia altri animali che hanno mangiato le piante), i composti a ridotto tenore di carbonio negli alimenti diventano una fonte di energia e materiali da costruzione per l' animale.
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doc-11536
Le diete dei carnivori e degli erbivori sono in contrasto, con proporzioni di azoto basico e carbonio che variano a seconda degli alimenti. "Il contenuto di azoto dei tessuti vegetali è mediamente del 2% circa, mentre in funghi, animali e batteri è mediamente del 5%-10%". Molti erbivori si affidano alla fermentazione batterica per creare nutrienti digeribili dalla cellulosa vegetale indigestibile, mentre i carnivori obbligano a mangiare carne animale per ottenere alcune vitamine o nutrienti che altrimenti il loro corpo non può sintetizzare. Tutte le diete di tutti gli animali devono fornire una quantità sufficiente degli elementi di base di cui hanno bisogno, fino al punto in cui la loro particolare biologia può sintetizzare il resto. I tessuti animali contengono composti chimici come acqua, carboidrati (zucchero, amido e fibre), aminoacidi (in proteine), acidi grassi (in lipidi) e acidi nucleici (DNA e RNA). Questi composti a loro volta consistono di elementi quali carbonio, idrogeno, ossigeno, azoto, fosforo, calcio, ferro, zinco, magnesio, manganese e così via. Tutti questi composti ed elementi chimici si presentano in varie forme e combinazioni (ad es.
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doc-11539
Le piante assorbono gli elementi essenziali dal suolo attraverso le radici e dall' aria (costituita principalmente da azoto e ossigeno) attraverso le foglie. Le piante verdi ottengono il loro apporto di carboidrati dall' anidride carbonica nell' aria attraverso il processo di fotosintesi. Il carbonio e l' ossigeno vengono assorbiti dall' aria, mentre altri nutrienti vengono assorbiti dal suolo. L' assorbimento di nutrienti nel suolo è ottenuto mediante lo scambio cationico, in cui i peli radicali pompano gli ioni idrogeno (H+) nel suolo attraverso pompe protoniche. Questi ioni idrogeno sostituiscono i cationi attaccati a particelle di terreno caricate negativamente in modo che i cationi siano disponibili per l' assorbimento da parte della radice. Nelle foglie, gli stomati si aprono per assumere anidride carbonica ed espellere l' ossigeno. Le molecole di anidride carbonica sono utilizzate come fonte di carbonio nella fotosintesi.
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doc-7648
L' idrogeno gassoso forma miscele esplosive con l' aria se concentrato al 4-74% e con cloro se concentrato al 5-95%. Le miscele possono essere incendiate da scintille, calore o luce solare. La temperatura di autoaccensione dell' idrogeno, la temperatura di accensione spontanea in aria, è di 500 °C (932 °F). Le fiamme pure idrogeno-ossigeno emettono luce ultravioletta e con un' elevata miscela di ossigeno sono quasi invisibili ad occhio nudo, come dimostra il debole pennacchio dello Space Shuttle Main Engine rispetto al pennacchio altamente visibile di uno Space Shuttle Solid Rocket Booster. Il rilevamento di una perdita di idrogeno bruciato può richiedere un rivelatore di fiamma; tali perdite possono essere molto pericolose. Le fiamme di idrogeno in altre condizioni sono blu, simili a quelle blu del gas naturale. La distruzione del dirigibile di Hindenburg fu un esempio infame di combustione dell' idrogeno; la causa è dibattuta, ma le fiamme arancioni visibili erano il risultato di una ricca miscela di idrogeno e ossigeno combinata con composti di carbonio della pelle del dirigibile.
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doc-7693
La densità di energia per unità di volume di idrogeno liquido e idrogeno gassoso compresso a qualsiasi pressione praticabile è significativamente inferiore a quella delle fonti di combustibile tradizionali, anche se la densità di energia per unità di massa di combustibile è superiore. Tuttavia, l' idrogeno elementare è stato ampiamente discusso nel contesto dell' energia, quale possibile vettore energetico futuro su scala economica. Ad esempio, la cattura e lo stoccaggio del CO2 2, seguiti dalla cattura e dallo stoccaggio del carbonio, potrebbero essere effettuati nel punto di produzione di CO2 2 a partire da combustibili fossili. L' idrogeno utilizzato nei trasporti brucerebbe in modo relativamente pulito, con alcune emissioni di NOx, ma senza emissioni di carbonio. Tuttavia, i costi di infrastruttura associati alla piena conversione ad un' economia basata sull' idrogeno sarebbero considerevoli. Le celle a combustibile possono convertire l' idrogeno e l' ossigeno direttamente in elettricità in modo più efficiente rispetto ai motori a combustione interna.
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doc-652
Quando un metallo fuso viene miscelato con un' altra sostanza, ci sono due meccanismi che possono causare la formazione di una lega, chiamata scambio atomico e meccanismo interstiziale. La dimensione relativa di ciascun elemento del mix gioca un ruolo primario nel determinare quale meccanismo si verificherà. Quando gli atomi sono di dimensioni relativamente simili, di solito avviene il metodo di scambio atomico, dove alcuni degli atomi che compongono i cristalli metallici sono sostituiti con gli atomi dell' altro costituente. Questo è chiamato una lega sostitutiva. Esempi di leghe sostitutive sono il bronzo e l' ottone, in cui alcuni degli atomi di rame sono sostituiti da atomi di stagno o di zinco. Con il meccanismo interstiziale, un atomo è di solito molto più piccolo dell' altro, quindi non può sostituire con successo un atomo nei cristalli del metallo base. Gli atomi più piccoli rimangono intrappolati negli spazi tra gli atomi nella matrice cristallina, detti interstizi. Si parla di lega interstiziale. L' acciaio è un esempio di lega interstiziale, perché gli atomi di carbonio molto piccoli si inseriscono negli interstizi della matrice di ferro. L' acciaio inossidabile è un esempio di combinazione di leghe interstiziali e sostitutive, perché gli atomi di carbonio si inseriscono negli interstizi, ma alcuni degli atomi di ferro sono sostituiti da atomi di nichel e cromo.
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doc-10971
Il manto è equivalente a 10-15 masse terrestri ed è ricco di acqua, ammoniaca e metano. Come è consuetudine nella scienza planetaria, questa miscela viene definita gelida anche se è un fluido caldo e denso. Questo fluido, che ha un' elevata conducibilità elettrica, è talvolta chiamato oceano acqua-ammonia. Il manto può essere costituito da uno strato di acqua ionica in cui le molecole d' acqua si scompongono in una minestra di ioni idrogeno e di ioni ossigeno, e più in profondità in acqua superiore in cui l' ossigeno cristallizza ma gli ioni idrogeno fluttuano liberamente all' interno del reticolo di ossigeno. A 7000 km di profondità, le condizioni possono essere tali che il metano si decompone in cristalli di diamante che piovono verso il basso come grandine. Esperimenti ad alta pressione effettuati presso il Lawrence Livermore National Laboratory suggeriscono che la base del manto può comprendere un oceano di carbonio liquido con "diamanti solidi" galleggianti.
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doc-7664
L' idrogeno fu liquefatto per la prima volta da James Dewar nel 1898 utilizzando il raffreddamento rigenerativo e la sua invenzione, il pallone sottovuoto. Ha prodotto idrogeno solido l' anno successivo. Il deuterio è stato scoperto nel dicembre 1931 da Harold Urey, e il trizio è stato preparato nel 1934 da Ernest Rutherford, Mark Oliphant e Paul Harteck. L' acqua pesante, che consiste di deuterio al posto dell' idrogeno normale, è stata scoperta dal gruppo di Urey nel 1932. François Isaac de Rivaz costruì nel 1806 il primo motore de Rivaz, un motore a combustione interna alimentato da una miscela di idrogeno e ossigeno. Edward Daniel Clarke inventò il cannello a gas idrogeno nel 1819. La lampada e i riflettori del Döbereiner furono inventati nel 1823.
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doc-7676
L' elettrolisi dell' acqua è un metodo semplice per produrre idrogeno. L' acqua attraversa una corrente a bassa tensione e si forma ossigeno gassoso all' anodo mentre si forma idrogeno gassoso al catodo. Tipicamente il catodo è fatto di platino o di un altro metallo inerte quando produce idrogeno per lo stoccaggio. Tuttavia, se il gas deve essere bruciato in loco, è auspicabile l' uso di ossigeno per favorire la combustione e quindi entrambi gli elettrodi dovrebbero essere realizzati con metalli inerti. (Iron, per esempio, si ossiderebbe, e quindi diminuire la quantità di ossigeno rilasciato.) L' efficienza teorica massima (elettricità utilizzata rispetto al valore energetico dell' idrogeno prodotto) è compresa tra l' 80-94%. elettrolisi dell' acqua.
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