Работа химическая и электрическая

Активными называются вещества, в результате превращения которых в процессе реакции получается электрическая энергия. Обычно активным веществом гальванического элемента является отрицательно заряженный электрод - анод, на котором идет реакция окисления. На положительно заряженном электроде - катоде идет реакция восстановления. При работе химического источника тока отрицательно заряженные частицы (анионы) перемещаются к аноду, а положительно заряженные ионы (катионы) движутся к катоду. Количественное соотношение между химическим превращением вещества на электродах и электрической энергией определяется законами Фарадея. [c.35]

Окружающие нас объекты становятся видимыми благодаря энергии излучения, испускаемого или отражаемого ими и попадающего в наши глаза. Если мы собираемся существенным образом измерять цвет, нам придется измерять энергию излучения. Мы знаем, что энергия проявляется в разных ее видах, таких, как тепловая, кинетическая, энергия механической работы, химическая, электрическая и атомная. Энергия может переходить из одного вида в другой, но сама по себе не исчезает. Часть энергии излучения лампы накаливания (или другого раскаленного тела) может падать на объект и окружающие его предметы. Из этой части в свою очередь часть может быть поглощена и переведена при этом в тепловую энергию, идущую на нагревание объекта лишь незначительная часть отражается в направлении глаз наблюдателя, Часть энергии излучения, падающей на роговицу так, что она может пройти через зрачок глаза наблюдателя, отражается поверхностями роговицы и хрусталика, часть поглощается внутриглазными средами, превращаясь в тепловую энергию и нагревая эти среды. Значительная часть поглощается сосудистой оболочкой, также нагреваемой за счет такого поглощения. Однако очень небольшая доля энергии излучения, проходят через сетчат- [c.45]

Из термодинамики известно, что максимальная работа химической реакции получается при обратимом (равновесном) проведении процесса. В нащем случае процесс полностью необратим и работа равна нулю. Вся энергия химической реакции полностью превращается в тепло. Электроны в этом процессе непосредственно переходят от цинка к меди. Для того чтобы получить электрическую энергию, надо провести процесс перехода [c.365]

Различие в знаках прн Q к А объясняется правилом знаков, принятых в термодинамике и других разделах физики. По определению, в термодинамике положительным считается такое изменение энергии, которое отвечает возрастанию U в системе. В механике используется обратное правило знаков работа положительна, если система совершает работу над окружающей средой. В отсутствие теплообмена это связано с уменьшением энергии системы. Для других видов работы — химической, электрической, магнитной и т. п. —система знаков феноменологической физики обычно совпадает с принятой в термодинамике обобщенная работа принимается положительной, если при этом увеличивается энергия системы. Для электрической работы используют обе системы знаков. Чтобы не вводить новые определения, в уравнения баланса энергии (1.1) — (1.3) величины Аке и Q входят с разными знаками, но прн этом сохраняется единство в определении знака изменения энергии. [c.16]

Очевидно, что работа химической реакции тождественна работе, произведенной электрическим током, полученным за счет этой реакции. Приняв, что максимальная работа химической реакции равна убыли энергии Гиббса, т. е. [c.143]

Здесь А любая форма работы (химическая, электрическая н т д), [c.18]

Переход незаряженных частиц из одной фазы (1) в другую (2) обусловлен неравенством химических потенциалов частиц в этих фазах. При этом работа переноса 1 моль соответствует разности химических потенциалов Ц и Если через границу раздела фаз переносятся заряженные частицы, то кроме работы на преодоление сил химического взаимодействия необходимо произвести дополнительную работу против электрических сил. Мерой работы будет служить разность электрохимических потенциалов [c.468]

Равновесие на границе металл — раствор не соответствует равенству химических потенциалов в обеих фазах, так как электродный процесс сопровождается работой химических и электрических сил. Химическая работа по превращению одного грамм-атома вещества, равная Цр— цм, сопровождается электрической работой 2/ (г Зм— р), где г з и г )(,— электрические потенциалы фаз 2 — заряд иона. [c.236]

Электрохимическая цепь (см. рис. 1) работает как химический источник тока в ней электрический ток возникает в результате самопроизвольно протекающей реакции (Б). При помощи электрохимической цепи и внешнего источника тока можно осуществлять различные химические превращения в растворе или расплаве электролита. Такая электрохимическая цепь работает как электролизер. Простейший пример электролиза — разложение воды на кислород и водород. И работа химических источников тока, и процессы электролиза имеют большое практическое значение. Теоретическая электрохимия на основе законов, которым подчиняется поведение электрохимических цепей, позволяет сделать рациональный выбор системы и установить наиболее оптимальные режимы работы источника тока или электролизера. Кроме того, электрохимия имеет фундаментальное общетеоретическое значение, поскольку рассматривает закономерности перехода электрона при протекании химических и электрохимических реакций. [c.6]

Потенциалы электродов при работе химического источника электрической энергии (разряде или заряде) отличаются от потенциалов, измеренных при разомкнутой внешней цепи, на величину, называемую э.д.с. поляризации [c.465]

На рис. 90 схематически показано изменение потенциалов гальванического элемента, от которого за счет изменения омического сопротивления отбираются токи различной величины, начиная от нуля (при бесконечно большом сопротивлении) до некоторой максимальной величины (когда омическое сопротивление равно нулю). Вследствие таких изменений разность потенциалов электродов гальванического элемента по мере того как сила протекающего тока возрастает будет непрерывно понижаться. Следовательно, работа переноса электрических зарядов с одного электрода на другой уменьшается. Э. д. с. элемента все в большей степени будет тратиться на поляризацию. В пределе, когда омическое сопротивление уменьшается до нуля, потенциалы анода и катода становятся равными, электрическая работа такого элемента стремится к нулю и э. д. с. гальванического элемента полностью расходуется на преодоление поляризации электродов. Сила тока в этом случае достигает максимального значения (т. е. химическая работа в данных условиях необратимости достигает максимального значения). [c.156]

Не меньшее влияние поляризация оказывает на работу химических источников электрической энергии — гальванических элементов и аккумуляторов. Водород на положительном электроде также выделяется с заметным перенапряжением, которое зависит от величины отбираемого тока, свойств полярной жидкости, материала электрода и состояния его поверхности. Наиболее часто поэтому для источников электрической энергии используют такие системы, в которых на положительных электродах вместо разряда ионов гидроксония протекает процесс восстановления какого-либо окислителя. В кислотном, свинцовом аккумуляторе [c.274]

Такая запись означает, что малое количество теплоты 8Q, подведенное к какой-либо системе, расходуется на увеличение ее внутренней энергии на величину < и, совершение системой работы расширения pdV (где р - внешнее давление dV - изменение объема системы) и совершение системой полезной работы 8 пол (химической, электрической и т.д.) [c.31]

Применения спектрального анализа покрывают широкий диапазон задач, например влияние морского волнения на вибрацию кораблей и влияние возмущений, или шума, на работу систем электрического управления и химических реакторов. [c.9]

Напомним, что в случае обратимого элемента (ф — i)") представляет собой разность потенциалов между двумя металлическими проводниками, присоединенными к электродам ) — de—электрическая работа —химические потенциалы компонентов в данной фазе. Выразим ту часть работы, [c.299]

Выяснение того обстоятельства, что работа химической реакции является источником электрической энергии, явилось важной заслугой химической теории возникновения э. д. с. [c.706]

При химической реакции за счет изменения энтальпии системы может происходить не только работа изменения объема. Например, в аккумуляторах или гальванических элементах (см. стр. 173), помимо весьма малой работы расширения, производится электрическая работа химическая энергия преобразуется в электрическую. Существенной особенностью химических реакций в таких системах является возможность проведения их с произвольно малой скоростью (посредством замыкания на весьма [c.29]

В работе химических лабораторий использование электрического тока настолько широко развито, что на современном уровне науки трудно говорить о какой-либо серьезной работе в области химии, проводящейся без применения электронагревательных приборов. [c.227]

Практика работы химических лабораторий показывает, что наибольшее число несчастных случаев происходит от соприкосновения с находящимися под током голыми проводами, шинами, открытыми частями рубильников, металлическими незаземленными корпусами электрического оборудования. [c.230]

Увеличить эффективность действия реагентов стабилизаторов в глинистом растворе можно с помощью электрохимических методов, которые заключаются в том, что разбавленные водные растворы минеральных солей в результате электрохимической обработки переходят в метастабильное состояние. При этом в растворе образуются некомпенсированные электрические заряды и создаются условия для оптимальной работы химических реагентов-стабилизаторов в глинистом растворе. Электрохимическая обработка изменяет активность ионов, энергию их взаимодействия между собой и другими частицами и фазами дисперсной системы, что обеспечивает получение нужного технологического эффекта. Химическая же обработка направлена в основном на изменение концентрации ионов, находящихся в дисперсионной среде. [c.119]

По характеру работы химические источники электрической энергии делятся на первичные, или собственно гальванические элементы в узком смысле слова, и вторичные, или электрические аккумуляторы. [c.13]

Правомерно задать такой вопрос если включение тепловой энергии как промежуточной стадии при превращении химической энергии в работу или электрическую энергию столь невыгодно, то почему же большая часть электрической энергии и механической работы на сегодняшний день все же производится при помощи тепловых двигателей (паровые машины, бензиновые и дизельные двигатели) Причина заключается в том, что для создания надежно работающих тепловых двигателей достаточно знания законов движения макроскопических тел, а также макроскопических свойств тепла. Для создания же гальванических элементов, не имеющих макроскопически движущихся деталей, надежно и экономично работающих в промышленных масштабах, нужно глубоко изучить соответствующие законы движения молекул, атомов и электронов. Только в таком случае возможно создание большого количества дешевых гальванических элементов, надежно работающих в условиях производства. Из-за недостаточности знаний в этой области человечество из года в год несет потери энергии, размер которых даже не поддается оценке. Поэтому высокоразвитые страны вкладывают средства в чрезвычайно дорогие исследования с целью восполнить этот пробел (гл. IV, 4,5). [c.28]

Если помимо работы типа PV обратимая химическая реакция может сопровождаться выполнением какого-либо иного вида работы, например электрической, то изменение свободной энергии в ходе такой реакции отлично от нуля. Свободная энергия химической системы в ходе такой обратимой реакции уменьшается на величину, эквивалентную работе, вьшол-ненной системой над ее окружением ДС = — [c.83]

Такое протнпоречие получается вследствие того, что остался неучтенным еще одни вид работы — полезная работа химической реакции Л, которая может быть получена, напримгр в виде работы электрического тока ирп осуществлении процесса п гал] ваиичегком элементе (водород-кислоро.цмый топливный элемент). Для дан-иого процесса Л > О, причем Л,, <Л. [c.103]

Разность электрических потенциалов, возникающая за счет химических реакций, лежит в основе работы химических источников тока — электрохимических элементов и аккумуляторов. Усоверп1енствование и со.эдание новых химических источников тока является одной из задач прикладной электрохимии. [c.227]

В соответствии со вторым началом термодинамики только при обратимых процессах работа химического процесса полностью превращается в электрическую. При необратимых процессах, когда электрохимическая система генерирует элек- [c.346]

Для химической реакции в целом происходит взаимосвязанное изменение масс всех компонентов, ( Лхим = 2ц1 — полная работа перемещения масс. Роль п,- — числа молей -го компонента вещества ясна это субстрат переноса. В связи с тем, что ц непосредственно измерить невозможно, необходимо найти способы его вычисления. В частном случае для гальванического элемента химическая работа равна электрической Лхим= эл=—zFE, где Е — мера величины Ац = Цкон—Цисх- В общем случае нет экспериментальных способов измерения р., но есть способ расчета этой величины. Расчет ц связан с вычислением энергии и энтропии каждого компонента системы. Если величину Р. нельзя измерить, единственный путь — рассчитать ее, пользуясь фундаментальным уравнением Гиббса [c.71]

СЛИШКОМ чувствительны к резким изменениям давления и не защищены конструкционно от воздействия агрессивной среды, что не позволяет использовать их непосредственно в качестве измерительных, элементов химических вакуумных установок. Вакуумметры в главной линии и отвегвлениях необходимо отделять от системы кранами. Очень удобны в работе высокоточные электрические вакуумметры, однако они очень дороги и требуют поэтому чрезвычайно осторожного обращения. [c.71]

Равновесие на границе металл — раствор не соответствует равенству химических потенциалов в обеих фазах, так как элек тродный процесс сопровождается работой химических и элек трических сил Химическая работа по превращению одного грамм атома вещества равная Цр — Цм сопровождается электри ческой работой — ,) где г зм и г 3р—электрические потен [c.236]

При протекании химических реакций, которые можно использовать для получения электрической энергии, происходит изменение заряда веществ, участвующих в реакции. Электроны с веществ, которые подвергаются окислению, переходят к веществам, которые лри этом восстанавливаются. Однако если допустить непосредственный контакт окисляющихся и восстанавливающихся веществ, то, хотя переход электронов произойдет, химическая энергия реакции перейдет не в электрическую энергию, а в тепловую. Например, если опустить цинковую и медную палочки в раствор смеси цинковой и медной солей, пройдет реакция 2п- -Си +—>-2п ++Си. Цинк отдаст электроны и окислится до иона цинка, а медь получит электроны и восстановится до металла. Раствор при этом нагреется. Если же окислительный и восстановительный процессы разделить лространственно, например если опустить цинковую палочку в раствор цинковой соли, а медную в раствор медной соли и растворы отделить друг от друга пористой перегородкой, сквозь которую могут проходить ионы, то ни окисление, ни восстановление не смогут протекать, пока 2п и Си не будут соединены проводником, по которому электроны будут проходить с одного электрода (2п) на другой (Си). Создается движение электронов по внешней цепи, т. е. начнет протекать электрический ток и химическая энергия реакции будет переходить в электрическую энергию. Таким образом, пространственное разделение окислительного и восстановительного процессов является необходимым для работы химического источника тока. [c.316]

Важнейшие физические и физико-химичсскис функции клетки состоят в химическом метаболизме и биосинтезе, в биоэнергетических процессах запасания энергии и ее преобразования при реализации электро- и механохимических процессов и регулируемого транспорта молекул и ионов. Как мы видели ( 2.6), запасание энергии происходит главным образом в форме АТФ — химическая энергия АТФ трансформируется в химическую, электрическую, осмотическую и механическую работу. Биосинтетическая и биоэнергетическая функции неразрывно связаны они реализуются лишь в открытой неравновесной системе. Соответственно эти функции сопряжены с транспортом вещества из окружающей среды в клетку и из клетки в окружающую среду. [c.332]

Это обеспечивает с избытком синтез трех молей АТФ. Эффективность процесса равна 92/221,3 (т. е. 40%). Энергия, аккуму-лпрованпая в АТФ, используется клеткой для выполнения химической. электрической, транспортной и механической работы. [c.427]

Шй реход ионов из одлой фазы в другую, вызванный различием химических потенциалов, будет сопровождаться работой против электрических полей всех типов двойных слоев. При установлении равновесия происходит выравнивание электрохимических потенциалов ионов в растворе и в кристаллической решетке, переход ионов из одной фазы в другую совершается с одинаковой скоростью,и металл по отношению к раствору приобретает определенный по величине и направлению суммарный скачок потенциала - равновесный потенциал. Величина суммарного потенциала отвечает условию термодинамического равновесия. [c.35]

Действительно, выход окиси азота на каждый ки оуатт-час, составляет 31 грамм, чему соответствует 63 граммов 100 процентной азотной кислоты. Тепло образования 31 гр. окиси азота составляет всего 22 калории. Из этого видно, что из 860 калорий, эквивалентных одному килоуатт-часу, лишь 22 калории расходуются на работу химического связывания азота. Это составляет только около 3 проц. всей расходуемой на дугу электрической энергин. Вся остальная часть, т. е. 97 проц. ее, идет на нагревание печи и проходящих печь газов. Верно, значительная часть тепла, уно симого газами, рекуперируется в котлах и других аппаратах, но этог способ использования тепла, усложняя всю заводскую установку, сильно удорожает стоимость соорул<ений и оборудования. Поэтому было произведено не мало работ, имевших целью лучшее использование энергии. [c.68]

В лабораториях постоянно применяются легковоспламеняющиеся и горючие соединения, которые, находясь в rasooopasHOM или парообразном состоянии, с воздухом при определенных условиях могут образовывать взрывоопасные смеси, взрывающиеся от искры какого-либо электрического устройства. Поэтому вопрос о правильной организации энергетического обеспечения работы химических лабораторий имеет важное значение. [c.181]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология