Гальванические элементы работа максимальная

Если в изолированной системе о направленности самопроизвольного процесса и равновесии судят по изменению энтропии в системе (см. 69), то в закрытых системах ответ на этот вопрос получают на основании величины полезной работы W. Действительно, при осуществлении любого квазистатического и нестатического процесса система в состоянии будет произвести работу [W >Q). К примеру, для химической реакции максимальную полезную работу можно получить, если ее провести при постоянных Р к Т квазистатическим путем в гальваническом элементе. Итак, условие самопроизвольного процесса в закрытой системе будет [c.231]

Связь между электродвижущей силой гальванического элемента и максимальной работой процесса [c.238]

СВЯЗЬ МЕЖДУ ЭЛЕКТРОДВИЖУЩЕЙ СИЛОЙ ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ЭЛЕМЕНТА И МАКСИМАЛЬНОЙ РАБОТОЙ ПРОЦЕССА [c.215]

Для гальванического элемента максимальная полезная работа может быть рассчитана по (ХП,2). [c.302]

Из проведенных расчетов видно, что источником энергии как для осуществления реакции (3) в гальваническом элементе [ А Н° 298)], находящемся в контакте с окружающей средой, так и для производства работы ( квази) является внешняя среда. Итак, только для реакции (1) часть изменения энтальпии [АгЯ°(298)] системы, которая будет наблюдаться в результате химической реакции, превращается в максимальную полезную работу [c.230]

Как указано выше, гальванический элемент работает обратимо лишь в том случае, когда э. д. с. только на бесконечно малую величину превышает противоположно направленную э. д. с., приложенную к нему извне. Следовательно, только в таких условиях производимая им работа будет равна максимальной работе реакции и разность потенциалов на электродах будет наибольшей. Чем больше реальные условия работы отличаются от указанных, тем меньшей будет э. д. с. элемента и тем больше будет различаться фактически получаемая от него работа от максимальной работы реакции. [c.424]

Если токообразующий процесс провести в обратимых условиях, то гальванический элемент произведет максимальную работу Атах, которая равна убыли изобарного потенциала системы — AG. Изменение изобарного потенциала вызвано совокупностью электрохимических реакций на обоих электродах, т. е. химической реакцией типа (V.1), либо другими физико-химическими процессами (растворение, выравнивание концентраций, фазовое превращение и т. п.), протекающими обратимо. Заставляя элемент работать при почти полной компенсации его э.д.с. наложенной разностью потенциалов, т. е. при состоянии, бесконечно близком к равновесию, можно вычислить изменение изобарного потенциала системы AG через измеренную э. д. с. Действительно, если в химическую реакцию или в другой токообразующий физико-химический процесс вступили z г-экв каждого из участников процесса, то соответствующее количество электричества равно zF, а полезная работа электрического тока, равная убыли изобарного потенциала, определяется выражением [c.139]

При обратимом протекании химической реакции в гальваническом элементе в условиях постоянства температуры и давления получаемая электрическая энергия будет наибольшей и совершаемая системой электрическая работа будет максимальной полезной работой реакции, равной убыли изобарно-изотермического потенциала, [c.288]

В гл. 5 было сказано, что работа какого-либо обратимого процесса при определенных ограничениях, налагаемых на условия осуществления процесса, например при постоянстве температуры и давления, будет максимальной полезной работой, поэтому термодинамический расчет э. д. с. возможен только в случае обратимых гальванических элементов. Зависимость максимальной полезной работы химической реакции [c.96]

Изменение внутренней энергии (и соответственно энтальпии АН), сопровождающее превращение системы, является постоянным (при постоянной температуре). Однако работа, совершаемая системой, является переменной. Гальванический элемент дает максимальную работу только тогда, когда он работает в обратимых термодинамических условиях. Слово обратимый в термодинамике имеет иной смысл, чем в химии. Обратимым термодинамическим процессом называют процесс, происходящий настолько медленно, что система в каждый момент находится в равновесии с окружающей средой в отношении температуры и давления. [c.192]

В рассматриваемом нами случае при коротком замыкании цепи (отсутствие противоэлектродвижущей силы) химические силы остаются неуравновешенными и работа тока А будет равна нулю. Наоборот, если э. д. с. гальванического элемента полностью компенсирована, то будет совершаться максимальная работа. Вот тогда мы получим возможность вычислить АС токообразующего процесса, так как в этом случае будет справедливо равенство (И.5), которое для работы тока примет вид [c.61]

При работе гальванического элемента протекает определенная химическая реакция. Если химическая реакция протекает обратимо, то при постоянных температуре и давлении получаемая от нее работа будет максимальной полезной работой химического процесса Л макс, которая равна убыли изобарно-изотермического потенциала системы, макс = —AG [см. (И.55)]. Работа, совершаемая гальваническим элементом в этих условиях, равна э.д. с. элемента, умноженной на количество прошедшего электричества, т. е. [c.150]

Получаемая в процессе работы гальванического элемента энергия электрического тока равна произведению количества электричества, прошедшего от анода к катоду, на напряжение, т. е. разность между потенциалами катода н анода. Максимальное значение этого напряжения называется электродвижущей силой гальванического элемента. [c.204]

Как известно, напряжение на клеммах гальванического элемента уменьшается при увеличении протекающего через него тока и, наоборот, максимальное напряжение получается при токе, равном (или близком) нулю. Бесконечно малому току соответствует бесконечно медленное протекание химической реакции в условиях, бесконечно мало отличающихся от равновесия. Поэтому неверно утверждать, что произведение э. д. с. на число Фарадея будет меньше максимальной работы. [c.25]

Следует отметить, что гальванический элемент, дающий электрический ток, находится в неравновесном состоянии. С уменьшением силы тока разность потенциалов между электродами возрастает. Если сила тока бесконечно мала и система практически находится в состоянии равновесия, то элемент работает обратимо. Максимальная разность потенциалов, достигаемая при обратимой работе гальванического элемента, называется его электродвижущей силой. [c.121]

Гальванический элемент состоит из двух соприкасающихся друг с другом растворов электролитов, в которые погружены металлические пластинки — электроды, соединенные между собой внешним проводником. Гальванический элемент, дающий электрический ток, находится в неравновесном состоянии. С уменьшением силы тока разность потенциалов между электродами возрастает. Если сила тока бесконечно мала и система практически находится в состоянии равновесия, элемент этот работает обратимо. Максимальная разность потенциалов, достигаемая при обратимой работе гальванического элемента, называется его электродвижущей силой (э.д.с.). [c.229]

На процессах окисления — восстановления основана работа широко распространенных химических источников электрического тока — свинцового и щелочного аккумуляторов. Это также гальванические элементы, но материалы в них подобраны с таким расчетом, чтобы была возможна максимальная обратимость процесса, иными словами, чтобы многократное повторение циклов зарядки и разрядки совершалось без необходимости добавления участвующих в их работе веществ. В настоящее время аккумуляторы получили широкое разнообразное применение в различных областях народного хозяйства. Они являются необходимой принадлежностью всех машин, на которых установлены двигатели внутреннего сгорания. Шахтные электровозы, грузовые электрокары, подводные лодки также работают на использовании свинцовых аккумуляторов. Не менее широкое распространение имеет свинцовый аккумулятор и в повседневной лабораторной практике, так как является дешевым и удобным источником тока. [c.271]

Вычислять максимальную электрическую работу, выполняемую гальваническим элементом (или минимальную электрическую работу, необходимую для проведения реакции в электролитической ячейке), по заданным э.д.с. и количеству электрического заряда или по другим данным, из которых они могут быть определены. [c.235]

Ячейка для измерения электродного потенциала (рис. 121) — простейший пример электрохимического (гальванического) элемента. Э.д.с. этого элемента возникает за счет протекания окис-лительно-восстановительной реакции. Движущей силой химической реакции является убыль изобарно-изотермического потенциала, или свободной энергии Гиббса АО. С другой стороны, как следует из (VIII. 18), убыль свободной энергии Гиббса определяет максимальную работу химической реакции. Для реакции, осуществляемой в условиях гальванического элемента, работа А, производимая системой, равна A = IUt = QU, где / — сила тока в цепи и — падение напряжения I — время Q — количество электричества. [c.287]

В общем случае при растворении (или выделении) одного моля вещества, ионы которого имеют заряд, равный п. максимальная по,лезная работа связана с напряжением гальванического элемента уравнением [c.271]

Уравнение Гиббса—Гельмгольца удобно применять, когда сравнительно просто можно определить максимальную полезную работу. Например, если реакцию проводить обратимо в гальваническом элементе, то [c.97]

Позднее, с открытием и исследованием электрической, лучистой, химТ1ческой и других форм энергии, постепенно в круг рассматриваемых термодинамикой вопросов включается и изучение этих форм энергии. Быстро расширялась и область практического применения термодинамических методов исследования. Уже не только паровая машина и процессы превращения механической энергии в теплоту исследуются на основе.законов термодинамики, но и электрические машины, холодильные машины, компрессоры, двигатели внутреннего сгорания, реактивные двигатели. Гальванические элементы, а также процессы электролиза, различные химические реакции, атмосферные явления, некоторые процессы, протекающие в растительных и животных организмах, и многие другие исследуются не только в отношении их энергетического баланса, но и в отношении возможности, направления и предела самопроизвольного протекания процесса в данных условиях. Они исследуются также в отношении установления условий равновесия, определения максимального количества полезной работы, которая может быть получена при проведении рассматриваемого процесса в тех или иных условиях, или, наоборот, минимального количества работы, которое необходимо затратить для осуществ- [c.178]

Если электрохимическая система генерирует измеримый электрический ток, то она уже термодинамически не обратима и превращается в гальванический элемент (гальванопару). Часть полезной энергии при необратимом режиме работы утрачивается, переходя в теплоту (теплота Ленца-Джоуля). Гальванический элемент генерирует максимальный ток в режиме короткого замыкания, т. е, в режиме, когда проводимость, 1агрузки (проводника между электродами) заведомо превышает проводимость по электролиту. Следует отметить, что коррозионные гальванопары в большинстве случаев являются короткозамкнутыми. [c.61]

Электрический ток, протекающий по внешней цепи гальванического элемента, может производить полезную работу. Но работа, которую можно выполнить за счет энергии химической реакции, зависит от ее скорости она максимальна при бесконечно медленном— обратимом — проведении реакции (см. 67). Следовательно, работа, которую можно произвести за счет реакции, протекающей в гальваническом элементе, зависит от величины отбираемого от него тока. Если, увеличивая сопротивление внешие( цепи, уменьшать ток до бесконечно малого значения, то и скорость реакции в элементе тоже будет бесконечно малой, а работа—максимальной. Теплота, выделяемая во внутренней цепи элемента, будет при этом, наоборот, минимальна. [c.275]

Но поскольку эта работа зависит от силы тока, то и напряжение между полюсами элемента тоже зависит от силы тока (Р — величина постоянная). В предельном случае, отвечающем обратимому протеканию реакции, напряжение будет максимальным. Максимальное З11ачение напряжения гальванического элемента, соответствующее обратимому протеканию реакции, называется электродвижущей силой (э.д.с.) данного элемента. [c.276]

В этих условиях разность потенциалов между электродами элемента максимальна. Наибольшая разность потенциалов данного элемента (т. е. разность потенциалов при обратимых условиях его работы) называется его электродвижуш,ей. силой и обозначается э. д. с. Гальванической цепью мы будем называть последовательную совокупность всех скачков потенциала на различных поверхностях раздела, отвечающих данному гальваническому элементу. [c.419]

Для квазистатического процесса полезная работа W является максимальной. В величину полезной работы, как это следует из уравнения (69.1), не входит работа раеширения еистемы. Максимальную полезную работу в химической реакции можно получить, если проводить ее квазистатически в гальваническом элементе. Величина получаемой работы будет зависеть от условий протекания реакции (см. 56). Если самопроизвольный процесс протекает при условиях 5 = onst, V = onst, то согласно уравнению (69.1) [c.223]

Электрохимическая система, в которой происходит преобразование химической энергии в адектрическую, называется гальваническим элементом Если в гальваническом элементе химическая реакния протекает обратимо, то она может произвести максимальную работу Лтах. которая в [c.60]

Максимальная электрическая работа, которую можно получить при помощи гальванического элемента, равна произведению э.д.с. этого элемента Е на ко.гтичество заряда пР, которое он генерирует [c.228]

Стандартные восстановительные потенциалы называют просто стандар1ными электродными потенциалами их значения табулированы для большого числа восстановительных полуреакций. Окислительный потенциал какой-либо окислительной полуреакции должен быть равен по величине, но противоположен по знаку электродному потенциалу обратного восстановительного процесса. Чем положительнее потенциал некоторой полуреакции, тем больше тенденция этой реакции протекать в записанном направлении. С помощью электродных потенциалов можно определить максимальное напряжение, создаваемое гальваническим элементом, или минимальное напряжение, необходимое для работы электролитической ванны. С их помощью можно также определить, является ли самопроизвольной конкретная окислительно-восстановительная реакция (э.д.с. реакции должна быть положительной). Э.д.с. окислительно-восстановительной реакции связана с изменением свободной энергии этой реакции уравнением ДС = — и , где -постоянная, называемая числом Фарадея и равная 96 500 Дж/(В моль). [c.234]

Таким образом, стандартная э.д.с. связана с константой равновесия. Максимальная электрическая работа, которую может вы-по.пнить гальванический элемент, равна произведению генерируемого им полного заряда (п ) на его э.д.с. ( ) И макс= пРЕ. [c.234]

Рассмотрим теперь проблему абсолютного скачка потенциала. Экспериментально измерить отдельный гальвани-потенциал в принципе невозможно, так что опытным путем проблему абсолютного скачка потенциала решить нельзя. Другой возможный подход к этой проблеме состоит в попытке термодинамического расчета величины фр. Такой путь впервые был намечен В. Оствальдом. Э. д. с, гальванического элемента рассчитывают по максимальной работе Wm протекающего в нем химического процесса Аф = WmlnF. Если записать аналогичные соотношения для процесса, идущего в электроде из металла /, то по Оствальду [c.104]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология