Электрическая работа обратимого процесса, определение

Пропускание электрического тока через электролитическую ячейку вызывает в ней определенные изменения. Если протекающие электрохимические процессы обратимы, то можно вновь получить электрическую работу за счет накопленной химической энергии. Такие обратимые элементы называются аккумуляторами, или вторичными химическими источниками тока. [c.107]

Так как а > а", ЭДС рассматриваемого концентрационного элемента, вычисленная по уравнению (10.20), положительна и элемент работает самопроизвольно. Таким образом, работа электрического тока в концентрационных элементах — это работа диффузионного процесса, который проводится обратимо путем разделения его на несколько различных по направлению обратимых электродных процессов. Каждый из этих процессов связан с определенной максимальной работой (убылью С) и лишь разность этих величин равна работе переноса растворенной соли. [c.261]

Хорошо воспроизводимые значения электродвижущей силы можно получить, если две различные, определенные смеси окисленной и восстановленной формы соединения (например, ре3+/ре2+) включить друг против друга и измерять в отсутствие газообразных кислорода и водорода. При таких условиях создается практически полная обратимость элемента, т. е. протекающий с помощью электронного переноса процесс может быть снят приложением противоположно направленной электродвижущей силы. Свободная энергия такого процесса получается полностью в виде электрической работы. [c.253]

Таким образом, работа электрического тока в концентрационных цепях — это работа диффузионного процесса, который проводится обратимо путем разделения его на несколько (в нашем случае — четыре) различных по направлению обратимых электродных процессов. Каждый из этих процессов связан с определенной максимальной работой (убылью -О), и лишь разность этих величин равна работе переноса растворенной соли. [c.532]

На основе измерения э. д. с. гальванического элемента, в котором данная реакция протекает. Как уже упоминалось, уменьшение свободной энтальпии (—А2), сопровождающее процесс при постоянных температуре и давлении равно максимальному количеству немеханической работы (Лр). Многие процессы могут быть осуществлены в соответствующем гальваническом элементе и э. д. с. элемента может быть использована для определения немеханической (электрической) работы, и следовательно, изменения свободной энтальпии. Для этого необходимо, чтобы протекающие в элементе процессы были обратимы. Степень обратимости контролируют следующим образом. Соединив элемент с внешним источником э. д. с., подбирают величину ее таким образом, чтобы сбалансировать э. д. с. элемента, т. е. так, чтобы не было тока в цепи и, следовательно, не было химических изменений в элементе. Уменьшение внешней э. д. с. на бесконечно малую величину приведет к появлению тока в цепи и возникновению химических изменений. Соответственно бесконечно малое увеличение внешней э. д. с. повлечет за собой возникновение обратной реакции и появлению тока в противоположном направлении. Для определения максимальной э. д. с. такого элемента необходимо, поддерживать бесконечно малую величину тока. При этом систему можно рассматривать находящейся в состоянии равновесия. Для измерения э. д. с. используют потенциометрический метод. Если максимальная величина э. д. с. в вольтах — Е, а количество электричества в кулонах — М, то максимальная немеханическая работа, совершенная элементом при данной температуре и давлении, равная уменьшению свободной энтальпии, будет определяться произведением этих величин в Джоулях [c.175]

Термодинамика гальванических элементов. Гальванические элементы часто применяются для определения изменения изобарного потенциала химической реакции. Самопроизвольные химические процессы, которые протекают в гальванических элементах, могут быть обратимыми, если приложенную внешнюю э. д. с. увеличить по сравнению с э. д. с. элемента на бесконечно малую величину. Если э. д. с. элемента точно уравновешена внешней электродвижущей силой, так что не происходит ни зарядки, ни разрядки его, и через элемент проходит бесконечно малое количество электричества, то обратимая электрическая работа при постоянных температуре и давлении, или изменение изобарного потенциала, равна произведению напрян ения на количество электричества. Количество электричества, соответствующее молярному количеству, указанному в химическом уравнении, равно пР (где п — число электронов, переносимых во время реакции Е — число фарадея). Если это количество электриче- [c.414]

Представим себе, что реакция в гальваническом элементе, помешенном в калориметр, осуществляется обратимо, например провода от электродов выведены из калориметра и электрический ток производит работу. Тогда, очевидно, часть освободившейся при реакции энергии превратится в работу А еи а другая— останется в виде тепла д обр и может быть измерена в калориметре. Хотя в принципе величину добр и можно измерить в калориметре как поглощенную теплоту, но такое определение будет не совсем точным, так как нельзя строго соблюсти условие бесконечной медленности процесса. Однако, сопоставляя (ХУ.бЗ )и (ХУ.47), получим соотношение [c.426]

Очень часто присутствие того или иного нона металла или аннона (например, С1 ) оказывается необходимым для работы фермента. В ряде случаев ион металла связывается с ферментом в определенном центре на его поверхности или внутри молекулы. Влияние иона на катализируемую реакцию может быть обусловлено присутствием сильного электрического заряда. Некоторые ионы металла способны обратимо окисляться и восстанавливаться. Благодаря этому свойству железо, медь и кобальт входят в состав активных центров многих ферментов, катализирующих окислительно-восстановительные процессы. Важное значение имеет также способность ионов металлов влиять на взаимную ориентацию разных участков молекулы белка или других макромолекул. Связывание иона металла может вызывать радикальные изменения в конформации молекулы (гл. 4, разд. В. 8.в). [c.156]

Кельвин все основные виды энергии разделил на три категории энергия высокого качества — механическая и электрическая энергия среднего качества — химическая энергия низкого качества — тепло. Школьник в первые же годы обучения, ознакомившись с основами мироздания, узнает, что энергия не исчезает и не возникает из ничего, а лишь переходит из одной формы в другую. А откуда же берется нужная людям работа Откуда она берется и куда потом исчезает, если общее количество энергии в замкнутой изолированной системе остается неизменным Т. Эрдеи-Груз напоминает нам, что не энергия превращается в полезную работу, а полезная работа может быть произведена при взаимных превращениях различных видов энергии. Причем для этих превращений характерна одна общая тенденция, определенная Кельвином как деградация энергии. Процессы же с повышением качества энергии не идут сами по себе без потребления энергии извне. При обратимых преобразованиях качество энергии не меняется, а при необратимых — обязательно снижается. Именно это про- [c.7]

Если дать течь току в таком элементе достаточно продолжительное время, то даже в том случае, когда в элементе содержится довольно большое количество соляной кислоты, так что образующийся H l вызывает лишь ничтожное изменение концентрации, последовательные измерения электродвижущей силы показывают, что разность потенциалов постепенно уменьшается, равно как и скорость образования хлористого водорода. Более Тщательные наблюдения условий работы элемента обнаруживают существование в нем заметных градиентов температуры и концентрации таким образом, данный процесс не является обратимым и не может быть использован для определения изменений свободной -энергии. Нет необходимости измерять электрическую энергию, выделяющуюся при образовании целого моля хлористого водорода достаточно измерить электродвижущую силу, возникающую при образовании бесконечно малого количества НС1, при помощи потенциометра если электродвижущие силы скомпенсированы, то процесс протекает в обратимых условиях., Дл Г того чтобы получить — AZ, остается умножить электродвижущую силу, измеренную в обратимых условиях, на количество электричества, которое должно протечь при образовании одного моля НС1. Если Hj и С1а находятся при давлении в 1 атм, то измеренную электродвижущую силу можно считать относящейся к стандартным состояниям этих веществ при летучести, равной единице. Если коэ-фициент активности H l при молярности т известен, то можно вычислить стандартную свободную энергию образования H l в растворе при активности, равной единице. [c.96]

Чтобы получить в элементе электрическую работу, надо подключить к нему какой-нибудь прибор (двигатель, осветительную лампу), иначе говоря, сопротивление / . С увеличением сопротивления растет падение напряжения между полюсами элемента и при оо оно становится наибольшим и равным электродвижущей силе (э. д. с.) элемента. Если включить навстречу источник тока, э. д. с. которого отличается на бесконечно малую величину от э. д. с. элемента, то можно провести процесс в прямом и обратном направлениях с бесконечно малыми химическими превращениями, отвечающими состоянию динамического равновесия. Несущественно, что прямой и обратный процессы разделены во времени. 1Гакой процесс называют квазистатическим, чем подчеркивается независимость равновесных состояний от времени. Квазистатический процесс не создает остаточных изменений ни в системе, ни в окружающей среде и по определению является термодинамически обратимым (квазиобратимым). [c.29]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология