ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Термоэлектрические цепи. Закон напряжений. Вольтаэффект и фот электрическая чувствительность из "Руководство по электрохимии Издание 2" Термоэлектрические цепи. Закон напряжений. Вольта-эффект и фотоэлектрическая чувствительность. [c.213] В С5ЯЗН с рассмотренными только что нетями мы коснемся кратко и термоэлектрических цепей. У этих последних теплота также превращается в электрическую энергию, но это превращение здесь происходит вследствие разности температу р. В случае концентрационных цепей теплота при постоянной температуре превращается в электрическую энергию, причем одновременно вещества переходят от более высокой концентрации к более низкой. Этот факт нельзя рассматривать, как нарушение второго нача а. Согласно этому закону лишь при круговом процессе теплота не может при постоянной температуре превращаться в работу в процессах же, протекающих в одном направлении (не образующих замкнутого цикла), это вполне возможно. [c.213] Ввиду того, однако, что осмотическое давление, упругость растворения и числа переноса являются функциями температуры, вычисление элeктpJдвижyщeй силы такой термоэлектрической цепи не представляется столь простым. [c.213] Подробности можно найти в оригинальной работе Нернста ), которому мы обязаны этой теорией. [c.213] Вычисление дает для Е при различных комбинациях металлов весьма малые значения, у некоторых самое большее — несколько сотых вольта при комнатной температуре. На эти последние металлы или сплавы металлов следует особенно обращать внимание при устройстве термоэлементов. Заметим, между прочим, что относительно высок) ю э. с. дает комбинация сернистая медь — медь, именно 0,2 до 0,3 вольт, если одно из мест контакта нагрето приблизительно до 500°. [c.214] ГИЮ процесс (переход тепла от более высокой температуры к более низкой) в обоих случаях один и тот же. Максимальная полезная работа может быть вычислена по второму началу машина не иvleeт себе равной в смысле простоты и превосходит паровую машину, в частности, в том, что дает возможность пользоваться большими разностями температ)гр. В действительности возможность такой замены существует, хотя она еще не проведена в жизнь, особенно вследствие слишком дорогой конструкции, больших потерь тепла благодаря теплопроводности и слишком большого внутренн.то сопротивления элементов, благодаря чему часть получаемой работы теряется в виде джоулева тепла. Во всяком случае, проблема превращения таким путем теплоты в электрическую энергию не представляется безнадежной ). Фолькман ) недавно построил термоэлементы, при помощи которых ему удалось получать токи до 40 ампер. [c.215] Результат произведенного нами выше вычисления находится в полном согласии с высказанным ранее предположением, согласно которому главным местом возникновения э. с. в элементах является место соприкосновения электрода с жидкостью. В частности, была бы непонятна применимость формулы Гельмгольца (стр. 166), в которой Q обозначает тепловой эффект происходящих в элементе химических реакций, если бы скачок потенциала в месте соприкосновения обоих металлов играл бы значительную роль. Также оставалось бы непонятным, какие процессы в месте соприкосновения обоих металлов мы должны были бы рассматривать, как источник электрической энергии, получаемой при работе элемента. Но-ве шие измерения, согласно которым контактные разности потенциалов в месте соприкосновения двух металлов достигают 0,1—0,2 вольт, нельзя считать безупречными. Самый вывод, однако, не является правильным для всех случаев, что следует из подробного рассмотрения экспериментальных данных мы находим, что э. с. не во всех случаях, а лишь при некоторых комбинациях металлов и в ограниченных пределах температур пропори юнальна абсолютной температуре. [c.215] Существование этого закона напряжения не объясняет, однако, закона Вольта, ибо в последнем случае речь идет о значительно больших силах. Ведь Вольта полагал, что скачки потенциала, образующиеся, по нашим представлениям, в месте соприкосновения металла с жидкостью, возникают в месте соприкосновения двух металлов. Для того чтобы подтвердить его закон, мы должны, следовательно, доказать, что этот закон действителен также и для скачков потенциала, возникающих в месте соприкосновения металлов с жидкостями. [c.216] Последнее, действительно, имеет место, ибо между электролитом и металлом существует вполне определенный скачок потенциала, откуда непосредственно следует, что, если, например, цинк при соприкосновении с каким-либо электролитом, потенциал которого мы примем равным нулю, будет иметь потенциал 3, кадмий 2, медь 1, то разность потенциалов между медью и цинком будет равна разности между медью и кадмием - -разность между кадмием и цинком, иначе говоря, закон напряжений должен быть действительным. Для гальванических цепей с различными растворами закон напряжений верен лишь приблизительно. Согласно ему система цинк/сернокислый цинк/сернокислая медь/медь должна была бы обладать такой же электродвижущей силой, как система цинк/сернокислый цинк/сернокислый кадмий/кадмий/сернокислая медь/медь (сульфаты цинка и меди, конечно, в обоих случаях имеют одну и ту же концентрацию). На самом деле точное совпадение наблюдается лишь в виде исключения возникающие большей частью на границе двух жидкостей разности потенциалов делают этот закон лишь приблизительным. Что для цепей, состоящих исключительно ш жидкостей, закон напряжения верен лишь в одном определенном случае, было указано уже раньше. [c.216] Если напряжение между двумя металлами (или, как говорят, вольта-эффект ) измеряется в воздухе, которому сообщена проводимость, то получаются почти те же значения, как и при соприкосновении металлов с водой. В первом случае между металлом и его чрезвычайно трудно удалимой, тонкой пленкой воды образуе1ся та же разность потенциалов, что и во втором. Тщательным эвакуированием и высушиванием удается в такой мере удалить водную пленку, что вольта-эффект падает до очень малых значений (нескольких тысячных вольт). В не очень сухом газе фотоэлектрическая чувствительность металлов, т. е. их способность под влиянием света отдавать электроны, изменяется параллельно разности потенциалов вольта-эффекта. Причину этого следует искать в том, что поглощенное металлом количество водорода изменяется параллельно разности потенциалов при вольта-эффекте, а фотоэлектрическая чувствительность обусловливается интенсивностью поглощения водорода 1). [c.216] Вернуться к основной статье