Оглавление:
Термодинамика гальванического элемента
- Как известно, электродвижущая сила гальванического элемента не зависит от его размеров, она определяется химическими характеристиками электролита и электродов, а также температурой батареи и ее давлением. С помощью термодинамики показано, что существует связь между Электродвижущими силами обратимых электрохимических элементов.
Тепловой эффект реакции, происходящей в элементе между элементом и электрическим током, протекающим через элемент. Обратимый гальванический элемент — это элемент, в котором происходит обратная химическая реакция, когда электрический ток течет в противоположном направлении. Эти элементы являются идеальными батареями.
Химические реакции и фазовые переходы также входят в предмет изучения классической термодинамики. Людмила Фирмаль
Если интенсивность тока мала и джоулевая теплота (пропорциональная мощности силы тока 2) пренебрежимо мала, то прохождение тока через такие элементы можно считать обратимым процессом. Когда ячейка закрывается и течет ток, сначала выполняется работа, а затем изменяется энергия за счет изменения состава электролита в ячейке.
Работа, выполняемая элементом, равна, когда через него проходит количество электроэнергии (2.125） Где 8-электродвижущая сила элемента. опа зависит от температуры, S = S (T)’, игнорируя зависимость от давления. Это пренебрежение допустимо для элементов, содержащих газообразные components. In у таких элементов во время протекающих в них реакций изменение объема невелико.
Поэтому задачи, связанные с этим изменением объема, также игнорируются. работа&de равна уменьшению свободного времени, а энергия системы равна-m-ae. Причиной изменения энергии элемента при протекании тока является то, что происходит химическая реакция, при которой изменяется химический состав электролита в элементе. Таким образом, это изменение может быть написано (2.126） Непрореагировавший моль электролита во время протекания электричества.
- Количество молей dn в электролите связано с законом Фарадея DHF. (2.127） де = ЗФ ду、 Где F «= 96 000 C / моль-постоянная Фарадея, а az-валентность ионов переноса заряда. Изменение внутренней энергии элемента во время реакции может быть определено из другого эксперимента с той же реакцией, если эта реакция протекает изотермическим образом и без work. In в этом случае изменение энергии dE = dn будет равно количеству просто поглощенного тепла, которое также изменяется Опыт.
Количество поглощенного тепла в этом случае относится к 1 молю вещества, которое вступило в реакцию, выражается обратным знаком (выделившееся тепло) и называется тепловым эффектом реакции. Поэтому, показывая термальное влияние U、 (2.128） Чтобы гарантировать, что никакая внешняя работа не завершена, реакция должна быть просто выполнена in vitro в этом эксперименте(как уже упоминалось ранее, расширенная работа игнорируется), или, если это возможно, внешняя схема должна быть выполнена на открытом элементе.
Все они носят название термодинамических параметров (величин). Классическая термодинамика изучает связи термодинамических параметров между собой и с физическими величинами, вводимыми в рассмотрение в других разделах физики. Людмила Фирмаль
Например рассмотрим химические реакции, которые происходят в эле- Менте Даниэля с использованием ципка и меди(можно считать обратимым элементом в определенных приближениях）、 Zn +CuSOₜ — ► Cu + ZnSO. Тепло, выделяемое в ходе этой реакции и связанное с 1 Молем цинка, является тепловым эффектом U. Изменение внутренней энергии внутри потока электричества д£= ІТ / ду——— »-де. (2.129） .
Так, тепловой эффект реакции связан с изменением внутренней энергии элемента, а электродвижущая сила связана с изменением свободной энергии при протекании электричества через элемент. Поэтому, используя уравнение Гиббса-Гельмгольца Е = Т * Т (2.130） Получим связь между ЭДС и тепловой эффект У. Для этого нужно продифференцировать выражения (2.130) Да. Эч / де = Общее применение (2.129) согласно dE1de =- Рассматривать ставки как внешний параметр.
Будет обобщенный внешних сил А. Уравнение (2.131) является уравнением Гельмгольца элемента. Соедините термохимические и электрические величины, связанные с элементом. Величина Td& / dT будет равна количеству тепла, поглощенного элементом во время работы при протекании зарядного устройства(не смешивайте это значение с тепловым эффектом реакции!) фактически количество тепла, которое элемент получает во время изотермического протекания через заряженный элемент de (2.133） (Работа # de, выполняемая в этом случае, отличается от уравнения (2.129).
Когда выражение & из (2.131) подставляется в (2.133、 йд-т ^ л.. (2.134） Из этого следует, что если электродвижущая сила элемента увеличивается с температурой, то при ее прохождении Положительный Электродвигатель где + ПДВ =(где-в ДП)+ д (ру). Р < пипец, АГ, АУ Аль найти ДП ~~ Де-если ’ Здесь LI = dV / dn-изменение объема всех частей элемента в процессе изобарной реакции по отношению к реагирующему веществу на 1 моль.
Смотрите также:
