Kako djeluje baterija voltaic gomila?

Evo raščlanjivanja kako funkcionira bateriju voltaic gomila, objašnjavajući svoje ključne komponente i principe koji stoje iza svog rada:

Što je voltaična gomila?

Voltaic gomila, koju je izumio Alessandro Volta 1800. godine, bila je jedna od prvih električnih baterija. To je niz naizmjeničnih slojeva različitih metala (obično cink i bakar) i provodne otopine, nazvane elektrolit (često otopina soli).

Kako to funkcionira:

1. Elektrokemijske reakcije: Ključ operacije voltaic gomile je niz kemijskih reakcija koje stvaraju električnu energiju. Evo pojednostavljenog objašnjenja:

* cink elektroda: Na cink elektrodi (negativni terminal) atomi cinka gube elektrone (oksidacija) i postaju cink ioni (Zn 2+ ) to se rastvara u elektrolit. Ovi oslobođeni elektroni teče kroz vanjski krug.

* Bakrena elektroda: Na bakrenoj elektrodi (pozitivni terminal), elektroni od vanjskog kruga protoka do elektrode. Ovi elektroni reagiraju s vodikovim ionima (H + ) U elektrolitu, formiranje vodikovog plina (H 2 ).

2. Protok elektrona i električni potencijal:

* Protok elektrona iz cinkove elektrode do bakrene elektrode stvara električnu struju.

* Razlika u električnom potencijalu (napon) između cinka i bakrenih elektroda pokreće ovu struju. Napon proizveden u jednoj voltaičnoj stanici gomile je relativno nizak, pa je više stanica složeno zajedno kako bi se povećao ukupni napon.

Komponente voltaičke gomile:

* cink disk (negativna elektroda): Cink je reaktivni metal koji lako gubi elektrone.

* bakreni disk (pozitivna elektroda): Bakar je manje reaktivni metal koji lako prihvaća elektrone.

* Elektrolit: Otopina soli (poput slane otopine) provodi ione koji su uključeni u kemijske reakcije.

* karton ili filc: Ovi materijali odvajaju metalne diskove i djeluju kao porozna barijera za elektrolit.

Važnost voltaičke gomile:

* Povijesni značaj: Voltaic gomila označila je revolucionarno otkriće u razumijevanju električne energije. Pokazao je sposobnost stvaranja kontinuirane električne struje iz kemijskih reakcija.

* Tehnologija rane baterije: Usmjerio je put razvoju učinkovitijih baterija koje se danas široko koriste.

Ograničenja voltaičke gomile:

* niski napon i kratki životni vijek: Voltaična gomila proizvela je relativno nizak napon, a njegov se izlaz brzo smanjivao kako su kemijske reakcije napredovale.

* Proizvodnja vodikovog plina: Stvaranje vodikovog plina na bakrenoj elektrodi moglo bi uzrokovati probleme sa nakupljanjem plina i smanjiti učinkovitost baterije.

Voltaic gomila u današnjem svijetu:

Iako se ne koriste izravno, principi iza voltaičke gomile ostaju temeljni za rad modernih baterija. Razumijevanje osnovnih koncepata voltajske gomile pomaže nam razumjeti kako elektrokemijske reakcije stvaraju električnu energiju u uređajima poput mobitela, prijenosnih računala i električnih vozila.