Sifa ya Kufanya kwa Mbatarya: Jinsi Mbatarya Hujifanya

Mfano wa Kifungu cha Batilii

Batilii huchukua mchakato wa kupamba na kupunguza kwa electrolyte na viti. Waktu vitu vilivyovibishana katika viti, vinavyoitwa electrode, viwekwe katika electrolyte kilichoondolewa, mchakato wa kupamba na kupunguza huendelea katika electrode kulingana na uhusiano wa electrons wa viti hizo. Mchakato wa kupamba hutumia kutokana na electrode moja kuwa chanya inayoitwa cathode na kupunguza hutumia kutokana na electrode nyingine kuwa chanya inayoitwa anode.

Cathode hutengeneza pembeni chanya la hasi na anode hutengeneza pembeni chanya la chanya la batilii. Kuelewa mfumo muhimu wa batilii vizuri, tuwanza tufikirie kuhusu electrolytes na electron affinity. Mara tu vitu vilivyovibishana vya viti vinavyoingia katika electrolyte, utakuwa na tofauti ya voltage kati ya vitu haya.

Imefundishwa kwamba, wakati baadhi ya majukumu yameongezwa katika maji, yanayofunguka na kutengeneza ions hasi na chanya. Aina hii ya majukumu inaitwa electrolyte. Mifano maarufu ya electrolytes ni dawa zote, acids, na bases. Nishati iliyotokea wakati atomu hai imepokea electron inatafsiriwa kama electron affinity. Kwa sababu mifanano ya atomu kwa matumizi mbalimbali ni tofauti, electron affinity ya matumizi mbalimbali itakuwa tofauti.

Ikiwa vitu vilivyovibishana vya viti vinavyoingia katika suluhisho la electrolyte, moja yatakua electrons na nyingine itakua electrons. Ni gani viti (au chombo chemchem) litakua electrons na ni gani litakua electrons, kulingana na electron affinity ya viti hizo. Viti vya electron affinity chache zitakua electrons kutoka kwa ions hasi ya suluhisho la electrolyte.

Upande mwingine, viti vya electron affinity kiwango kimaalum zitakua electrons na electrons hizo zitakwenda katika suluhisho la electrolyte na zitakiwa ions chanya za suluhisho. Hivyo basi, moja ya viti haya itakua electrons na nyingine itakua electrons. Matokeo, utakuwa na tofauti ya concentration ya electrons kati ya viti hivi.

Tofauti hii ya concentration ya electrons hutengeneza tofauti ya electrical potential kati ya viti. Tofauti hii ya electrical potential au emf inaweza kutumiwa kama chanzo cha voltage katika electronics au circuit wa umeme. Hii ni mfumo muhimu na asili wa batilii na hii ni jinsi batilii hutumika.

Zote cells za batilii zinategemea tu kwa mfumo huu muhimu. Hebu tuangazie moja kwa moja. Kama tulivyosema awali, Alessandro Volta alikuwa ameunda cell ya batilii ya kwanza, na cell hii inatafsiriwa kama simple voltaic cell. Aina hii ya cell rahisi inaweza kutengenezwa sana. Chagua container na ufanye kwa dilute sulfuric acid kama electrolyte. Sasa tutaweka rod ya zinc na copper katika suluhisho na tutaweka load ya umeme nje. Sasa cell yako ya voltaic imetumia. Current itakuwa unafika kwa load nje.

Zinc katika dilute sulfuric acid hutoa electrons kama ifuatavyo:

Ions Zn + + hupita katika electrolyte, na kila ion Zn + + hutoa electrons mawili katika rod. Kwa sababu ya oxidation reaction, electrode ya zinc inabaki chanya hasi na hivyo inafanya kazi kama cathode. Hatimaye, concentration ya ions Zn + + karibu na cathode katika electrolyte inajipanga.

Kulingana na sifa za electrolyte, dilute sulfuric acid na maji tayari wamekuwa ions chanya na ions hasi kama ifuatavyo:

Kwa sababu ya concentration kubwa ya ions Zn+ + karibu na cathode, ions H3O+ hupiga kwa electrode ya copper na kupunguza kwa kukusanya electrons kutoka kwa atoms za rod ya copper. Mchakato unaotokea katika anode ni:

Kwa sababu ya reduction reaction inayotokea katika electrode ya copper, rod ya copper inabaki chanya chanya na hivyo inafanya kazi kama anode.

Daniell Cell

Daniell cell inajumuisha vessel ya copper yenye suluhisho la copper sulfate. Vessel ya copper yenyewe inafanya kazi kama electrode chanya. Pot ya porous yenye dilute sulfuric acid imepelekwa katika vessel ya copper. Rod ya zinc yenye amalgamated, imevunjwa ndani ya sulfuric acid, inafanya kazi kama electrode hasi.

Dilute sulfuric acid katika pot ya porous hupata mkataba na zinc na matokeo hydrogen hutengenezwa. Mchakato unaotokea ni:

Formation ya ZnSO4 katika pot ya porous hautathiri kazi ya cell hadi crystals za ZnSO4 zitengenezwe. Gas ya hydrogen hupita kwenye pot ya porous na hupata mkataba na suluhisho la CuSO4 kama ifuatavyo:

Copper uliotengenezwa hutengeneza katika vessel ya copper.

Tarikh ya Batilii

Mwaka 1936 wakati wa miaka ya jua, kaburi la zamani lilipatikana wakati wa kujenga barabara mpya karibu na mji wa Bagdad, Iraq. Vigezo vilivyopatikana katika kaburi hilo vilikuwa vya miaka 2000. Kati ya vigezo hivi, kulikuwa na magonjwa ya clay vilivyozinduliwa kwa pitch. Rod ya iron, iliyoingia katika cylindrical tube iliyoundwa kwa wrapped copper sheet ilikuwa imepelekwa kutoka kwenye sealed top.

Wakati wale waliokuwa wanapata magonjwa wakitoa acidic liquid, waligundua tofauti ya voltage ya kutokana na 2 volts kati ya iron na copper. Magonjwa haya ya clay yalikuwa yaliyotathmini kuwa 2000-year-old battery cells. Walitaja magonjwa hayo kama Parthian battery.

Mwaka 1786, Luigi Galvani, mwanasa Italia, aligundua kuwa wakati alikuwa anasikia miguu ya frog zisizoeleweka na viti mbili tofauti, mifupa ya miguu hayo yakawa yanachomoka.

Alikuwa hajui sababu asili, ingawa angekuwa anajulikana kama mwanzilishi wa batilii. Alithinki kuwa mchakato unaweza kuwa kwa sababu ya sifa za mishipa.

Baada ya hii, Alessandro Volta aligundua uhusiano sawa huo kwenye cardboard iliyopunguza katika maji ya salt badala ya miguu ya frog. Aliwakilisha disc ya copper na disc ya zinc na piece ya cardboard iliyopunguza katika maji ya salt kati yao na akagundua potential difference kati ya copper na zinc.

Taarifa: Rehema asili, maandiko mazuri yanayostahimili ushirikiano, ikiwa kuna upweke tafadhali wasiliana kutuma.