10: Електрохімія

Last updated

Oct 25, 2022
Save as PDF
- 9.S: Хімічні рівноваги (резюме)
- 10.1: Електроенергія

$\newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} }$

$\newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

Template:MapFleming

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.