V driftové rychlosti, když elektron dosáhne kladného terminálu baterie, co ten elektron dělá?
Než se pustíme do diskuse o chování elektronů v bateriích, musíme si ujasnit několik konceptů. Pohyb elektronů uvnitř baterie zahrnuje elektrochemické reakce a proudění proudu. Elektrony se v baterii chovají jinak než v čistém vodiči, jako je kovový drát. Zde jsou některé základní vysvětlení pro pohyb elektronů v baterii:
Základní princip fungování baterií
Uvnitř baterie jsou dva elektrody, jeden je negativní (anoda) a druhý pozitivní (katoda). Během procesu vybíjení se negativní elektroda oxiduje a uvolňuje elektrony, zatímco pozitivní elektroda tyto elektrony absorbuje. Tyto elektrony proudí z negativního pólu k pozitivnímu pólu přes externí obvod, tím se tvoří elektrický proud.
Pohyb elektronů v baterii
Proudění elektronů během vybíjení
Anoda: Na negativním polu způsobí elektrochemická reakce, že elektrony jsou odstraněny z atomu, a tyto elektrony se akumulují na negativním polu.
Externí obvod: Elektrony proudí z negativního pólu k pozitivnímu pólu přes externí obvod (drát spojující negativní a pozitivní pól) k provedení vedení proudu.
Katoda: Na pozitivním polu jsou elektrony absorbovány elektrochemickou reakcí a zapojují se do redukční reakce.
Pohyb iontů v elektrolitu
Kromě proudění elektronů v externím obvodu dochází také k pohybu iontů v elektrolitu. Kationty (pozitivně nabité ionty) se pohybují od negativního k pozitivnímu pólu, a anionty (negativně nabité ionty) se pohybují od pozitivního k negativnímu pólu. Tento pohyb iontů je potřebný k udržení rovnováhy náboje uvnitř baterie.
Když elektrony dosáhnou pozitivního konce baterie
Když elektrony cestují přes externí obvod k pozitivnímu pólu baterie, zapojují se do elektrochemické redukční reakce, která probíhá na pozitivním pólu. Konkrétně:
Účast na reakci: Elektrony jsou přijaty chemickou látkou na pozitivním pólu a zapojují se do elektrochemické redukční reakce, jako je redukce kovových iontů.
Rovnováha náboje: Příliv elektronů pomáhá udržet rovnováhu náboje na pozitivním pólu, aby se pozitivní pól nestal příliš pozitivním.
Uvolnění energie: V tomto procesu doprovází přenos elektronů uvolnění chemické energie, která může být použita pro externí účely, jako je pohon elektrického motoru nebo osvětlení žárovky.
Shrnutí chování elektronů
Od negativního k pozitivnímu: Během vybíjení baterie elektrony proudí z negativního pólu k pozitivnímu pólu přes externí obvod.
Účast na chemických reakcích: Po dosažení pozitivního pólu se elektrony zapojují do redukční reakce na pozitivním pólu.
Převod energie: Elektřina se převede na jiné formy energie (např. mechanickou nebo světelnou) přenosem elektronů.
Pozoruhodné věci
Je důležité si uvědomit, že při diskusi o chování elektronů obvykle bereme makroúhel a popisujeme chování velkého množství elektronů, nikoli chování jednotlivého elektronu. V reálných fyzikálních procesech je chování jednotlivých elektronů mnohem komplexnější a zahrnuje principy kvantové mechaniky.
Závěr
Když elektrony dosáhnou pozitivního pólu baterie, zapojují se do redukční reakce na pozitivním pólu, což pomáhá udržet rovnováhu náboje a převést energii v tomto procesu. Tohle chování elektronů je klíčovou součástí toho, jak baterie fungují, umožňují jim poskytovat energii externím obvodům.
