Galvánsejt

A galvanikus cella elektromos energiaforrás, a működés elve kémiai reakciókon alapul. A legtöbb modern elem és akkumulátor a meghatározás alá tartozik, és a vizsgált kategóriába tartozik. A fizikailag galvanikus cella egy vagy két folyadékba( elektrolitba) merített vezetőelektródokból áll.

Általános információk

A galvanikus cellák elsődleges és másodlagosak az elektromos áram előállításának képessége szerint. Mindkét faj forrásnak tekinthető és különböző célokat szolgál. Az első kémiai reakció során áramot termel, a második funkció csak a töltés után. Az alábbiakban mindkét fajtát tárgyaljuk. A folyadékok száma szerint két galvanizáló elemcsoportot különböztetünk meg:

1. Az egyetlen folyadékkal rendelkező eszközök élénk példája az volt, hogy az volt az 1800-as feszültségoszlop és a Wollaston elem, amelyet Georg Ohm eredetileg saját kutatásában használt. Ez üreges hengeres felületekre hengerelt rézlemezekből állt: az elsőet a másodikba helyeztük. Mindkettő védett érintkezéstől a fa állványokkal. Az elektrolit híg kénsav. Ennek eredményeként a munkafelületek megduplázódnak. A reakció során réz-szulfát keletkezik hidrogén kibocsátásával, és a cink oxidálódik. Az elemeknél az egyik elektród általában szén.
   instagram viewer
   

   Villamos energiaforrás

2. A két folyadékkal ellátott elemek elektrolitot tartalmaznak felesleges oxigénnel, hogy az elektródát merítsék, ahol hidrogén képződik. Ennek eredményeképpen a vízképződés kémiai reakciója következik be, az áram instabilitása kompenzálódik és kiegyenlítődik. Az első ötlet az 1829-ben előadott források felhasználásáról, Becquerel. Kezdetben egy gyengén sült agyagból készült edényt használtak az edények elválasztására, amelyeknek jó porozitása volt. A hidrogén felszabadulásának kompenzálása a rézelektródon megengedett, hogy kék vitriolt használjunk.

A tápegységek egyetlen folyadékkal való ingadozása észrevette az Oms-ot, amely feltárta a Wollaston galvanizáló cellájának elfogadhatatlanságát a villamos energia vizsgálatára. Az eljárás dinamikája olyan, hogy a kezdeti pillanatban az áram nagy és először növekszik, majd néhány óra alatt egy átlagos értékre esik. A modern elemek szeszélyesek.

A kémiai elektromosság felfedezésének története

Kevés az a tény, hogy 1752-ben Johann Georg említette a galvanikus áramot. A Berlini Tudományos Akadémia által kiadott „Kellemes és kellemetlen érzések eredetének tanulmányozása” című kiadvány még teljesen helyes értelmezést adott a jelenségnek. Tapasztalat: az egyik végén ezüst és ólomlemezeket csatlakoztattunk, míg a különböző oldalakkal szembeni ellentétek a nyelvre kerültek. A receptorokon megfigyelhető a vas-szulfát íze. Az olvasók már kitalálták, hogy az ismertetett elemzési módszert gyakran használták a Szovjetunióban.

A jelenség magyarázata: látszólag vannak olyan fémrészecskék, amelyek irritálják a nyelv receptorait. A részecskék érintkezéskor egyetlen lemezt bocsátanak ki. Továbbá egy fém feloldódik. Valójában létezik egy elv a galvanikus cella működtetésének, ahol a cinklemez fokozatosan eltűnik, így a kémiai kötések energiája villamos áramra kerül. A magyarázatot fél évszázaddal megelőzően tették közzé a hivatalos jelentés Londonban, az Alessandro Volta-ban, az első áramforrás megnyitásáról. Azonban, mint gyakran a felfedezéseknél, például az elektromágneses interakciónál, az általános tudományos közösség észrevétlenül tapasztalta, és nem megfelelően tanulmányozták.

Hozzátesszük, hogy ez a boszorkányság üldözésének a közelmúltban történő eltörlésével összefüggésben következett be: kevesen úgy döntöttek, hogy a "boszorkányok" szomorú tapasztalata után tanulmányozzák a homályos jelenségeket. A helyzet más volt, mint Luigi Galvani, aki 1775 óta dolgozik a bolognai Anatómiai Tanszéken. Szakterületeit az idegrendszer irritálójainak tekintették, de a csillag nem hagyott jelentős jelet a fiziológia területén. Beccaria egyik diákja aktívan részt vett a villamosenergia-ellátásban.1780 második felében, a tudós emlékezetéből következik( 1791, De Viribus Electricitatis Motu Muscylary: Commentarii Bononiensi, 7. kötet, 363. o.), A béka ismét elkészült( kísérletek, majd sok évig tartott).

Figyelemre méltó, hogy az asszisztens szokatlan jelenséget észlelt, éppúgy, mint az iránytű villamos áramú drótjainak eltérése: a felfedezést csak a tudományos kutatással közvetett kapcsolatban álló emberek végezték. A megfigyelés a béka alsó végtagjainak rángatására vonatkozott. A kísérlet során az asszisztens megérintette az állat belső combjának idegét, a lábak megrándultak. A közelben volt egy elektrosztatikus generátor az asztalon, egy szikra csúszott az eszközön. Luigi Galvani azonnal megpróbálta megismételni a tapasztalatot. Mi sikerült.És ismét az autóban szikra csúszott.

Párhuzamos kapcsolat jött létre a villamos energiával, és Galvani azt akarta megtudni, hogy egy vihar hasonló módon fog-e cselekedni egy békán. Kiderült, hogy a természeti katasztrófáknak nincs jelentős hatása. A bordák, amelyeket réz horgok rögzítenek a gerincvelőre a vas kerítéshez, időjárási viszonyoktól függetlenül rángattak. A kísérleteket nem lehetett 100% -os ismételhetőséggel megvalósítani, a légkör nem volt hatással. Ennek eredményeként Galvani találta a különböző fémekből álló párokat, amelyek maguk és az ideg között érintkeztek a béka lábainak rángatásával. Ma a jelenséget az anyagok különböző elektronikus fokú fokozatai magyarázzák. Ismert például, hogy az alumínium lemezeket nem lehet rézzel szegecselni, a fémek a kifejezett tulajdonságokkal rendelkező galvanikus párt alkotják.

Galvani helyesen észrevette, hogy zárt elektromos áramkört alakítanak ki, ami arra utal, hogy a béka állati elektromosságot tartalmaz, mint a Leyden jar. Alessandro Volta nem fogadta el a magyarázatot. A kísérletek leírását gondosan tanulmányozva a Volta kifejtette, hogy az áram akkor fordul elő, ha két fémet közvetlenül vagy a szervezet elektrolitjával kombinálnak egy biológiai lény. Az áram oka az anyagokban rejlik, a béka pedig a jelenség egyszerű mutatója. Volta árajánlat egy tudományos folyóirat szerkesztőjének címzett levélből:

Az első fajta( szilárd) és második fajtájú( folyadék) vezetők villamos energiát váltanak ki;Az áram zárt hurokban áramlik, és eltűnik, ha az áramkör integritása megszakad.

Volts Az

pillér Leptu-t Giovanni Fabroni vezette be egy felfedezések sorozatában, akik arról számoltak be, hogy amikor két galvanizáló lemezt helyeztek vízbe, az egyik elkezdett lebontani. Ezért a jelenség a kémiai folyamatokhoz kapcsolódik. Volta ugyanakkor feltalálta az első áramforrást, amely hosszú ideig szolgált a villamos energia tanulmányozására. A tudós folyamatosan keresi a galvanizáló párok hatásának fokozását, de nem találta meg. A kísérletek során létrejött egy voltaikus oszlop kialakítása:

1. Cink és réz köröket párosítottunk egymással szoros kapcsolatban.
2. A kapott párokat nedves körökkel választottuk el, és egymás tetejére helyeztük.

Könnyen kitalálható, hogy az áramforrások sorozatos csatlakozását kaptuk, ami összeadva erősítette a hatást( potenciális különbség).Amikor megérintették, egy új eszköz észrevehető csapást okozott egy férfi kezét. Mint a Mushenbruck kísérletei leyden jar-val. A hatás ismétléséhez azonban időbe telik. Nyilvánvalóvá vált, hogy az energiaforrás kémiai eredetű, és fokozatosan megújul. De az új villamos energia fogalmához való hozzászokás nem volt könnyű.A voltaikus oszlop úgy viselkedett, mint egy töltött Leyden jar, de. ..

Volta további kísérletet szervez. A körök mindegyikét szigetelő fogantyúval látja el, majd egy darabig érintkezik, majd elektroszkóp segítségével kinyitja és elvégzi a vizsgálatot. Ekkor már a Coulomb törvénye vált ismertté, kiderült, hogy a cink pozitívan, a réz pedig negatív. Az első anyag elektronokat adott a másodiknak. Emiatt fokozatosan megsemmisül a voltos oszlop cinklemeze. A munka tanulmányozására egy bizottságot jelöltek ki, amely bemutatta Alessandro érveit. Még így is, a kutató megállapította, hogy az egyes párok feszültsége összeadódik.

Az

Volta elmagyarázta, hogy a fémek közötti nedves körök nélkül a tervezés két lemezként viselkedik: réz és cink. Az amplifikáció nem történik meg. Volta megtalálta az első elektronegatív sort: cink, ólom, ón, vas, réz, ezüst.És ha kizárjuk a köztes fémeket a szélsőségek között, a „hajtóerő” nem változik. Volta megállapította, hogy a villamos energia létezik, miközben a lemezek érintkeznek: az erő nem látható, de könnyen érezhető, ezért igaz.1800. március 20-án a tudós írta a londoni Royal Society elnökének, Sir Joseph Banks-nek, akit először Michael Faraday hívott fel. Az

angol kutatói hamar felfedezték, hogy ha a felső lemezre( rézre) esett a víz, a kontaktus terület meghatározott pontján gáz keletkezett. A kísérletet mindkét oldalról végezték: a megfelelő áramkör vezetékei vízlombikba kerültek. Gáz vizsgálva. Kiderült, hogy a gáz éghető, csak az egyetlen oldalról kiemelkedik. A huzalt az ellenkezőjéről észrevehetően oxidáltuk. Megállapítást nyert, hogy az első hidrogén, és a második jelenség az oxigén feleslege miatt következik be. Megállapították( 1800. május 2.), hogy a megfigyelt folyamat a víz bomlása elektromos áram hatására. Az

William Crookshank azonnal megmutatta, hogy ugyanezt lehetett tenni a fém-sók oldataival, és Wollaston végül bebizonyította, hogy a voltaoszlop a statikus elektromosságra jellemző.Ahogy a tudós elmondta: a cselekvés gyengébb, de hosszabb. Martin Van Marum és Christian Heinrich Pfaff egy leyden jar-t bocsátott ki egy elemből. Humphrey Davy professzor megállapította, hogy ebben az esetben a tiszta víz nem lehet elektrolit.Éppen ellenkezőleg, annál jobban képes a folyadék oxidálni a cinket, annál jobb a feszültségű oszlop, ami megegyezik a Fabroni megfigyeléseivel. Az

Acid jelentősen javítja a teljesítményt a villamosenergia-termelés folyamatának felgyorsításával. Végül Davy koherens elméletet hozott létre a Volt pillérről. Elmagyarázta, hogy a fémek kezdetben bizonyos díjat fizetnek, amikor az elemeket okozó kapcsolatokat zárják. Ha az elektrolit képes oxidálni az elektrondonor felületét, akkor a kimerült atomok rétege fokozatosan eltávolodik, feltárva új rétegeket, amelyek képesek villamos energiát előállítani.

1803-ban Ritter összeszerelte az első akkumulátor prototípusát tartalmazó ezüst és nedves ruhával ellátott váltakozó körök oszlopát. Ritter egy volt pillérrel töltötte, és figyelte a kibocsátás folyamatát. A jelenség helyes értelmezését Alessandro Volta adta.És csak 1825-ben, Auguste de la Reve bebizonyította, hogy a villamos energiát egy oldatban egy anyag ionjai hajtják végre, megfigyelve a cink-oxid képződését a szomszédos membrántól elválasztott tiszta vízben. A kijelentés segített Berzeliusnak létrehozni egy olyan fizikai modellt, amelyben az elektrolit atom két, egymással ellentétesen feltöltött pólusból( ionból) állt, amely képes disszociálni. Az eredmény egy vékony kép volt a villamos energia egy távoli áthelyezéséről.