10: Електрохімія
- Page ID
- 21085
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
Ілон Маск, новатор у галузі використання відновлюваних джерел для отримання електроенергії, бачить величезний потенціал для електромобілів, щоб змінити спосіб руху американців.
- Продаж електричного спортивного автомобіля створює можливість кардинально змінити спосіб їзди Америки. - Ілон Маск
- Я фактично зробив прогноз, що протягом 30 років більшість нових автомобілів, зроблених у Сполучених Штатах, будуть електричними. І я не маю на увазі гібрид, я маю на увазі повністю електричний.- Ілон Маск
Враховуючи важливість виробництва енергії (і, зокрема, виробництва з відновлюваних джерел), на яку посилався Річард Смоллі у своєму зверненні до Конгресу Сполучених Штатів (див. Глава 1), бачення Ілона Маска здається добре узгодженим з пріоритетом Смоллі. Генерація та споживання електричної енергії та те, як вона використовується для роботи у Всесвіті, дуже добре піддається обговоренню в рамках термодинаміки. У цьому розділі ми використаємо деякі розроблені нами плитки, щоб пов'язати електрохімічні процеси з термодинамічними змінними та обговорити кілька важливих тем.
- 10.1: Електроенергія
- У 1799 році Алессандро Вольта показав, що електрику можна виробляти шляхом укладання мідних і цинкових дисків, занурених в сірчану кислоту. Реакції, які Вольта виробляв у своїй вольтаїчній купі, включали як процеси окислення, так і відновлення, які можна було розглядати як напівреакції. Напівреакції можна класифікувати як окислення (втрата електронів), яке відбувається на аноді та зменшення (посилення електронів), яке відбувається на катоді.
- 10.2: Підключення до ΔG
- Критерій спонтанності\(\Delta G\) також вказував максимальну кількість не-pV роботи, яку система могла виробляти при постійній температурі та тиску. І оскільки ми не p-V робота, здається, природною придатністю розширити цю дискусію на електрохімію.
- 10.3: Половина клітин і стандартні потенціали скорочення
- Подібно до самої G, E можна виміряти лише як різницю, тому для встановлення нуля до шкали використовується умовність. З цією метою конвенція встановлює потенціал відновлення стандартного водневого електрода (SHE) до 0,00 В.
- 10.4: Ентропія електрохімічних клітин
- Функція Гіббса пов'язана з ентропією через її температурну залежність, і подібну залежність можна вивести для температурної дисперсії Е.
- 10.5: Концентраційні клітини
- Генерація електростатичної різниці потенціалів залежить від створення різниці хімічного потенціалу між двома напівклітинами. Одним з важливих способів, за допомогою якого це може бути створено, є створення різниці концентрацій. Використовуючи рівняння Нернста, можна виразити різницю потенціалів для концентраційної клітини (тієї, в якій обидві півклітини включають одну і ту ж напівреакцію)
- 10.E: Електрохімія (вправи)
- Короткий зміст для глави 10 «Електрохімія» в Fleming Фізична хімія TextMap.
- 10.S: Електрохімія (резюме)
- Вправи для глави 10 «Електрохімія» в Fleming's Фізична хімія TextMap.