Work migunani dening panas Lingkungan

Part 1. Sawetara istilah lan ukara.

Pasukan elektro (emf) iku bagean lapangan pasukan njaba integral cacahe sumber saiki ... pasukan njaba tumindak Engraving sèl ing wates antarane elektrolit lan elektrods. Padha uga operate ing wates antarane rong logam sing béda lan nemtokake kontak potensial prabédan therebetween [5, p. 193, 191]. Jumlah mundhak potensi ing kabeh lumahing saka bagean Circuit punika witjaksono menyang prabédan potensial antarane konduktor, dumunung ing chain ends, lan diarani elektro pasukan emf dirijen sirkuit ... chain mung kapérang saka conductors jenis kapisan witjaksono kanggo mlumpat potensial antarane pisanan lan konduktor pungkasan ing langsung kontak mau (hukum Volta) ... Yen sirkuit punika mlaku mbukak, emf ing sirkuit iki nul. Kanggo mbenerake dirijen mbukak-circuit, kang kalebu ing paling siji elektrolit, volt hukum ... Temenan, mung dirijen sirkuit cacahe paling siji dirijen saka jenis liya sing sel elektrokimia (utawa rentengan unsur elektrokimia) [1, p. 490 - 491].

Polyelectrolytes sing polimer saged dissociating menyang ion ing solusi, mangkono ing makromolekul padha, nomer akeh biaya ... polyelectrolytes crosslinked (exchangers ion, ambalan resin ion-exchange) ora dissolve, mung swell, nalika mertahanake kemampuan kanggo berdisosiasi [6, p. 320 - 321]. Polyelectrolytes berdisosiasi menyang macroion positif lan ion H + disebut polyacids lan dissociates menyang ion sacoro positif daya lan OH- macroion disebut poliosnovaniyami.

Potensial keseimbangn Donnan prabédan voltase njedhul ing wates phase antarane loro elektrolit nalika watesan iki ora permeable kabeh ion. watesan Impermeability kanggo sawetara ion bisa disebabake, contone, ing ngarsane membran karo pori banget panah kang impassable kanggo partikel ndhuwur ukuran tartamtu. permeabilitas Milih antarmuka ana lan yen ion sembarang banget disambung kanggo siji saka fase sing ninggalake iku umume ora bisa. Persis nindakake resins ion ion, utawa klompok ion-exchange tetep jaminan homopolar ing pola molekul utawa matrik. Solusi, kang nang formulir matriks kuwi bebarengan karo phase siji; solusi, dumunung njaba, - kaloro [7. 77].

Lapisan pindho listrik (EDL) kedadean ing antarmuka saka rong fase pesawat saka lapisan daya oppositely dibuwang ing kadohan tartamtu saka saben liyane [7. 96].

Peltier efek hubungan iki utawa penyerapan panas ing kontak saka loro konduktor beda gumantung marang arah arus listrik mili liwat kontak [2, p. 552].

Part 2: Nggunakake medium panas ing electrolysis banyu.

Coba mekanisme saka kedadeyan saka sirkuit saka sel elektrokimia (hereinafter unsur), ditampilake schematically ing Fig. 1, liyane emf amarga potensial prabédan kontak internal (PKK) lan efek saka Donnan (gambaran Brief saka hakekat efek Donnan, PKK internal lan gadhah panas Peltier diwenehake ing saprateloné artikel).

Anjir. 1. perwakilan Skematis saka sel elektrokimia: 1 - cathode ing hubungi karo solusi saka 3, reaksi abang elektrokimia nerusake kation elektrolit sawijining permukaan, digawe saka kimia inert akeh banget doping n-semikonduktor. Bagéyan saka cathode nyambungake menyang sumber voltase external, metallized; 2 - anode wis hubungi karo solusi saka 4, ing lumahing kuwi dumadi reaksi oksidasi elektrokimia saka Anion elektrolit, digawe saka kimia inert akeh banget doping p-semikonduktor. Bagéyan saka anode nyambungake menyang sumber voltase external, metallized; 3 - papan cathode, solusi polyelectrolyte, dissociating ing banyu ing macroion R- ngaruh daya lan counterions sacoro positif daya K cilik + (ing tuladha saiki iku ion hidrogen H +); 4 - anode solusi kamar polyelectrolyte ing banyu dissociating menyang sacoro positif daya macroion R + lan counterions positif A- cilik (ing conto iki iku hydroxide ion OH-); 5 - membran (diaphragm), impermeable kanggo makromolekul (macroion) polyelectrolytes, nanging rampung permeable kanggo counterions cilik K +, A- lan molekul banyu sambungan papan 3 lan 4, Evnesh - sumber voltase external.

emf dening efek Donnan

Kanggo kajelasan, ing elektrolit saka papan cathode (. 3, Figure 1) dipilih solusi banyu polyacid (R-H +), elektrolit lan kamar anode (4, anjir 1.) - poliosnovaniya banyu (R + OH-). Minangka asil polyacids pamisahan ing kamar cathode, cedhak ing lumahing ing cathode (1, Fig. 1), ana sing konsentrasi tambah ion H +. daya positif muncul ing sacedhake saka lumahing cathode ora menehi ganti rugi ora ngaruh daya macroions R-, wiwit padha ora bisa teka cedhak lumahing cathode amarga ukuran lan ing ngarsane saka atmosfer ion sacoro positif daya (gamblang ndeleng. Description efek Donnan ing Annex №1 saka saprateloné artikel). Mangkono, lapisan wates solusi langsung ing kontak karo lumahing cathode wis muatan positif. Akibaté, lan prabawa elektrostatik ing lumahing cathode wewatesan karo solusi saka negatif elektron daya konduksi. Ie ing antarmuka antarané lumahing cathode lan solusi DES ana. Lapangan DES nyurung elektron saka cathode - kanggo solusi.

Kajaba iku, ing anode (2, Fig. 1), lapisan bates saka solusi ing kamar anode (4, Fig. 1) langsung ing kontak karo lumahing anode wis daya negatif, lan ing lumahing anode, cedhak karo solusi, ana muatan positif. Ie ing antarmuka antarané lumahing anode lan solusi uga ana DES. Lapangan DES nyurung elektron saka solusi - a anode.

Mangkono, lapangan DES ing antar muka saka cathode lan anode karo solusi, didhukung termal solusi ion penyebaran, rong sumber emf internal, tumindak ing konser karo sumber eksternal, i.e., meksa nindakake perkara biaya negatif ing daur ulang counterclockwise.

polyacids pamisahan poliosnovaniya lan uga nimbulaké penyebaran termal liwat mèmbran (5, Figure 1) ion H + saka papan cathodic -. kanggo anode, lan ion OH- saka kamar anode - a cathode. Macroion R + lan R- polyelectrolytes ora bisa pindhah mèmbran, supaya saka papan cathode ana daya negatif keluwihan, lan saka papan anodic - pangisian daya positif keluwihan, i.e., ana DPP liyane amarga efek Donnan. Mangkono, mèmbran uga ana nang emf, tumindak ing konser karo sumber njaba saka penyebaran panas lan maintained ing solusi saka ion.

Ing conto kita, voltase tengen membran bisa tekan 0,83 volt, minangka iki cocok kanggo owah-owahan ing potensial saka standar elektroda hidrogen saka - 0,83 kanggo 0 volt ing transisi saka medium alkalin ing kamar anode ing cathode kamar lingkungan ngandhut asam. See. Ing Annex №1 saka saprateloné artikel.

emf PKK saka nang

Ing unsur emf Nanging ana, kalebu semikonduktor ing kontak karo anode lan cathode saka bagean logam porsi kanggo nyambung sumber voltase external. emf iki amarga PKK internal. Internal Yen ora nggawe, ing kontras kanggo lapangan external ing papan saubengé konduktor kontak, i.e. Iku ora mengaruhi gerakan partikel isi njaba konduktor. Construction n-semikonduktor / logam / p-semikonduktor wis cekap dikenal lan digunakake, contone, thermoelectric modul Peltier. Gedhene emf ing struktur kuwi ing suhu kamar bisa tekan angka saka urutan 0,4 - 0,6 Volt [5, p. 459; 2, p. 552]. Kothak ing kontak sing katuntun ing kuwi cara sing padha push elektron counterclockwise ing daur ulang, i.e. tumindak ing konser karo sumber eksternal. Elektron mundhakaken tingkat energi saka medium nresep ing panas saka Peltier.

Internal Yen njedhul amarga ing penyebaran elektron ing wilayah kontak saka elektrods lan solusi, ing nalisir, nyurung elektron ing arah clockwise ing daur ulang. Ie gerak saka elektron ing unsur counterclockwise ing kontak iki kudu diparengake Peltier panas. nanging amarga transfer elektron saking cathode menyang solusi lan saka solusi ing anode wis kudu diiringi dening reaksi endotermik ngasilaken hidrogen lan oksigen, panas Peltier ora dirilis nèng medium, lan iku kanggo nyuda efek endotermik, i.e. kaya "lindungi" ing enthalpy tatanan saka hidrogen lan oksigen. See. Ing Annex №2 saprateloné artikel.

pelaku usaha (elektron lan ion) pindhah ing unsur sirkuit ora dalan Ana, ora daya ing unsur iki ora obah ing sirkuit Ana. Saben anode elektron dijupuk saka solusi (ing Course saka oksidasi ion OH- kanggo molekul oksigen), lan liwati liwat sirkuit external kanggo cathode, wis volatilized bebarengan karo molekul hidrogen (ing proses Recovery ion H +). Kajaba ion OH- lan H + ora ngalih ing sirkuit Ana, nanging mung kanggo elektroda cocog, lan banjur nguapaké ing wangun molekuler hidrogen lan oksigen. Ie lan ion lan elektron, saben obah ing lingkungan ing lapangan nyepetake saka DES, lan mburi path, nalika tekan lumahing elektroda digabungake ing molekul, nindakake kabeh energi disimpen - energi saka jaminan kimia, lan metu saka daur ulang!

Kabeh saka sumber internal emf Unsur, ngurangi biaya sumber external kanggo electrolysis banyu. Mangkono, ing panas saka sekitar nresep unsur sak sawijining operasi kanggo njaga difusi DES, iku kanggo ngurangi biaya saka sumber njaba, i.e., Iku mundhak efficiency electrolysis.

Electrolysis banyu tanpa sumber eksternal.

Ing cipta pangolahan kedadean ing unsur ditampilake ing Fig. 1, lan paramèter sumber njaba ora dijupuk menyang akun. Upaminipun sing ing resistance internal punika witjaksono menyang Rd lan voltase saka 0. Sing Evnesh elektrods unsur sing shorted kanggo mbukak pasif (waca Fig. 5). Ing kasus iki, arah lan gedhene lapangan DES njedhul ing antarmuka ing unsur tetep padha.

Anjir. 5. Nanging Evnesh (Fig. 1) kalebu mbukak RL pasif.

Nemtokake kondisi aliran saiki spontan ing unsur iki. Ganti potensial Gibbs, miturut rumus (1) saka Annex №1 saka saprateloné artikel:

Δ G arr = (H arr Δ - n) + Q mod

Yen P> Δ H + Q mod mod = 284,5 - 237.3 47,2 = (kJ / mol) = 1.23 (eV / molekul)

ing arr Δ G <0 lan proses spontan bisa.

Kita bakal nimbang luwih sing reaksi unsur generasi hidrogen ana ing medium ngandhut asam (potensial elektroda saka 0 volt), lan oksigen ing (potensial elektroda 0,4 volt) alkalin. potensi elektroda kuwi menehi membran (5, Fig. 5), voltase kang mangkono kudu 0,83 volt. Ie energi kang dibutuhake kanggo tatanan saka hidrogen lan oksigen wis suda dening 0.83 (eV / molekul). Banjur kawontenan kamungkinan saka proses spontan bakal:

P> 1.23 - 0.83 = 0,4 (eV / molekul) = 77.2 (kJ / mol) (2)

We golek sing mega energi molekul hidrogen lan oksigen luput lan tanpa nggunakake sumber voltase external. Ie malah ing n = 0,4 (eV / molekul), i.e. nalika elektroda utama HPDC 0,4 volt, unsur bakal ing negara keseimbangn dinamis, lan pangowahan (malah cilik) saka kahanan imbangan bakal nimbulaké saiki ing sirkuit.

alangan liyane kanggo reaksi ing elektrods energi aktivasi, nanging wis ngilangi dening efek terowongan, njedhul amarga smallness longkangan antarane elektrods lan solusi [7, p. 147-149].

Mangkono, ing basis saka anggit energi, kita yakin sing saiki spontan ing unsur ditampilake ing Fig. 5, iku bisa. Nanging apa alasan fisik bisa nimbulaké saiki iki? Alasan iki sing kapacak ing ngisor iki:

1. kemungkinan transisi saka elektron saka cathode menyang solusi sing luwih dhuwur tinimbang kemungkinan transisi saka anode menyang solusi, wiwit n-semikonduktor cathode wis akèh elektron bebas karo tingkat dhuwur energi, lan anode p-semikonduktor - mung "bolongan", lan iki "bolongan" ing tingkat energi ngisor elektron cathode;

2. membran iki didhukung ing papan cathode saka lingkungan ngandhut asam, lan ing anode ing - alkalin. Ing cilik saka elektrods inert, iki ndadékaké kanggo kasunyatan sing potensial cathode elektroda dadi luwih gedhe saka anode ing. Akibate, elektron kudu pindhah sirkuit external saka anode kanggo cathode ing;

3. Daya lumahing saka solusi polyelectrolyte njedhul amarga efek Donnan, nggawe ing elektroda / lapangan solusi sing lapangan ing cathode dipun promosiaken ngasilaken elektron cathode menyang solusi, lan lapangan ing anode - entri elektron menyang anode saka solusi;

4. imbangan maju lan mbalikke reaksi ing elektrods (sapunika exchange) condong menyang jroning bilik ion H + reaksi abang langsung ing cathode lan oksidasi ion OH- ing anode, awit lagi diiringi tatanan gas (H2 lan O2) saged gampang ninggalake zona reaksi (Asas Le Chatelier kang).

Nyobi.

Kanggo evaluasi babagan jumlah saka voltase tengen ing mbukak dening efek Donnan, pacoban iki dileksanakake ing kang unsur cathode kapérang saka karbon aktif karo elektroda grafit njaba lan anode - dicampur saka karbon aktif lan resin anion AB-17-8 karo elektroda grafit njaba. Elektrolit - solusi NaOH banyu, anode lan cathode spasi sing dipisahaké déning felt tiron. On elektrods external mbukak saka unsur iki wis voltase watara 50 MV. Nalika disambungake kanggo unsur saka mbukak external 10 ohm tetep saiki kira-kira 500 microamps. Nalika sekitar mundhak suhu saka 20 kanggo 30 0C voltase menyang elektroda external tambah kanggo 54 MV. Nambah voltase ing suhu sekitar nandheske sing sumber emf iku penyebaran, i.e. gerakan termal saka partikel.

Kanggo evaluasi babagan jumlah saka voltase tengen mbukak saka eksprimen metal / semikonduktor HPDC utama dilakokaké kang cathode sel kasusun saka wêdakakêna grafit tiron karo elektroda grafit njaba lan anode - wêdakakêna saka boron carbide (B4C, p-semikonduktor) karo elektroda grafit njaba. Elektrolit - solusi NaOH banyu, anode lan cathode spasi sing dipisahaké déning felt tiron. On elektrods external mbukak saka voltase unsur ana bab 150 MV. Nalika nyambungake mbukak njaba kanggo voltase unsur 50 kOhm dropped kanggo 35 MV., Kaya tepak voltase kuwat amarga kurang carbide boron kasirat lan, minangka asil, a internal unsur resistance dhuwur. Ujian katergantungan suhu saka voltase kanggo unsur desain iki ora digawa metu. Iki amarga kasunyatan sing, kanggo semikonduktor, gumantung ing komposisi kimia, sarjana saka doping lan liyane, owah-owahan suhu ing cara bisa pengaruhe tingkat Fermi sawijining. Ie efek suhu ing emf Unsur (Tambah utawa nyuda), ing kasus iki gumantung bahan ingkang dipunginakaken, supaya iki ora jajalan indikatif.

Ing jalur iki terus jajalan liyane kang cathode sel digawe saka dicampur saka wêdakakêna karbon aktif lan KU-2-8 karo njaba elektroda stainless steel lan anode saka dicampur saka wêdakakêna karbon aktif lan resin anion AB-17-8 menyang elektroda external saka stainless steel. Elektrolit - solusi banyu saka NaCl, ing anode lan cathode spasi sing kapisah dening tiron sing felt. elektrods njaba saka unsur karo Oktober 2011 bisa short-sirkuit ammeter pasif. Saiki kang nuduhake ammeter, bab dina sawise siji, melorot dening 1 MA - nganti 100 mkA (kang ketoke amarga polarisasi saka elektrods), lan wiwit banjur luwih saka setahun ora ngganti.

Nyobi praktis ing ndhuwur karo luwih efektif bahan inaccessibility asil dipikolehi mesti luwih murah tinimbang teori bisa. Kajaba iku, weruh sing bagean total emf internal Unsur tansah migunakaken kanggo ngramut reaksi elektroda (produksi hidrogen lan oksigen) lan ora bisa diukur ing sirkuit external.

Kesimpulan.

Summing munggah, kita bisa nganakke sing alam ngidini kita kanggo ngowahi energi termal menyang energi migunani utawa karya, nalika nggunakake minangka lingkungan "mesin ingkang ndamel benter" lan ora gadhah "kulkas". Mangkono efek Donnan lan internal Yen diowahi energi termal saka partikel daya ing energi medan listrik DEL minangka panas reaksi endotermik diowahi dadi energi kimia.

Dianggep unsur kontak nganggo panas saka medium lan banyu, lan allocates listrik, hidrogen lan oksigen! Menapa malih, proses konsumsi energi lan nggunakake hidrogen minangka bahan bakar, lan banyu ngasilake bali menyang medium panas!

Part 3 of Annex ing.

part iki luwih rembugan efek keseimbangn Donnan, ing prapatan saka utama HPDC metal / semikonduktor lan Peltier panas ing reaksi redoks lan potensi elektroda ing unsur.

potensial Donnan (Apendiks №1)

Coba mekanisme saka kedadeyan kang potensial Donnan kanggo polyelectrolyte. Sawise counterions pamisahan polyelectrolyte miwiti sawijining cilik, dening penyebaran, nilaraken volume dikuwasani dening makromolekul ing. penyebaran pituduh saka counterions saka makromolekul volume polyelectrolyte cilik ing solvent punika amargi tambah konsentrasi ing akeh saka makromolekul minangka dibandhingake karo liyane saka solusi. Luwih, yen, contone, counterions cilik sing positif, iki nyebabake sing bagean utama saka makromolekul sing muatané positif, lan solusi langsung jejer kanggo volume saka makromolekul ing - negatif. Ie watara volume macroion sacoro positif daya, ana jenis "atmosfer ion" saka counter-ion cilik - positif. Mandap wutah ion daya atmosfer occurs nalika lapangan elektrostatik antarane atmosfer macroion volume ion lan saldo ing penyebaran termal saka counterions cilik. Ing asil keseimbangn potensial prabédan antarane atmosfer lan macroions ion potensial Donnan. potensial Donnan uga diarani minangka potensial membran, amarga kahanan sing padha ana ing membran semipermeable, contone, nalika misahaké solusi elektrolit kang ion saka rong jinis - saged lan ora saged maringaken therethrough saka solvent murni.

potensial Donnan bisa dianggep minangka cilik matesi potensi penyebaran, nalika ing mobilitas siji saka ion (ing ngono macroion) iku nul. Banjur, miturut [1, p. 535], njupuk daya saka counter witjaksono kanggo siji:

E d = (RT / F) Ln ( a1 / A2), ngendi

Ed - potensial Donnan;

R - universal gas pancet;

T - suhu termodinamika;

F - Faraday pancet;

a1, A2 - counter-kegiatan ing fase kontak.

Ing anggota iki, endi mèmbran misahaké solusi poliosnovaniya (PH = Lg 1 = 14) lan polyacid (PH = Lg 2 = 0), Donnan potensial tengen membran ing suhu kamar (T = 300 0 K) bakal:

E d = (RT / F) (Lg a 1 - Lg 2) Ln (10) = (8,3 * 300/96500 ) * (14 - 0) * Ln (10) = 0.83 volt

Donnan potensial mundhak ing babagan langsung kanggo suhu. Kanggo difusi ing sel elektrokimia Peltier panas iku sawijine sumber kanggo produksi karya migunani, iku ora ngageti sing unsur kuwi EMF mundhak karo nambah suhu. Ing sel penyebaran kanggo produksi karya, Peltier panas tansah dijupuk saka lingkungan. Nalika mili saiki liwat EDL kawangun efek Donnan, ing arah ngepasi arah positif saka lapangan DES (i.e., nalika ing lapangan DES performs karya positif), panas digunakke saka lingkungan kanggo produksi koran.

Nanging unsur penyebaran owahan dadi lan unidirectional ing konsentrasi ion, pungkasanipun kagelar ndadékaké menyang kesetaraan konsentrasi lan nolak katuntun penyebaran, kados keseimbangn Donnan, endi, ing cilik saka konsentrasi ion sapunika quasistatic bocor, sapisan Duwe ngrambah menyang Nilai tartamtu, tetep panggah .

Anjir. 2 nuduhake diagram saka potensi redoks saka reaksi hidrogen lan oksigen nalika ngganti acidity saka solusi. rata-rata nuduhake sing potensial elektroda saka reaksi tatanan oksigen ing anané saka ion OH- (1.23 volt ing lingkungan ngandhut asam) punika beda saka potensial padha ing konsentrasi dhuwur (0,4 volt ing medium alkalin) ing 0,83 volt. Kajaba iku, ing potensial elektroda saka reaksi hidrogen-mbentuk ing anané saka H + (-0.83 volt ing medium alkalin) iku beda saka potensial padha ing konsentrasi dhuwur (0 V ing medium asam), uga ing 0,83 volt [4. 66-67]. Ie bukti sing 0,83 volt dibutuhake supaya diwenehi konsentrasi dhuwur banyu ing ion gegandhengan. Iki tegese 0,83 volt dibutuhake kanggo massa saka pamisahan Neutral molekul banyu menyang H + lan ion OH-. Mangkono, yen membran iki didhukung ing medium ngandhut asam unsur papan cathode kita lan ing anodic alkalin, voltase bisa tekan DEL 0,83 sawijining volt, kang ing persetujuan apik karo petungan teori presented sadurungé. voltase iki menehi papan doyo dhuwur membran DES dening pamisahan banyu menyang ion ing iku.

Anjir. 2. Diagram potensi reaksi redoks

bosok saka banyu, lan ion + H lan OH- dadi hidrogen lan oksigen.

Yen lan Peltier panas (Apendiks №2)

"Ing sabab saka efek Peltier iku energi rata-rata saka pelaku usaha daya (kanggo elektron definiteness) melu konduktivitas listrik ing macem-macem conductors beda ... Ing transisi saka siji dirijen menyang elektron liyane utawa ngirimaken keluwihan kothak daya utawa tambahan sing lack of energi ing beyo sawijining (gumantung saka arah saiki).

Anjir. 3. Ing Peltier efek saka logam kontak lan n- semikonduktor: ԐF - tingkat Fermi; ԐC - ing ngisor band konduksi semikonduktor ing; ԐV - valence band; Aku - arah positif saiki; bunderan karo panah ditampilake schematically elektron.

Ing cilik cedhak kontak dirilis, lan liya - sing dadi-disebut digunakke .. panas Peltier. Contone, ing semikonduktor kontak - metal (Figure 3) energi saka elektron sing pass saka n-jinis semikonduktor kanggo logam (kiwa tutul) Ngartekno luwih saka ԐF energi Fermi. Mulane, lagi nglanggar keseimbangn termal ing logam. Keseimbangn dibalekno minangka asil tabrakan, kang thermalized elektron, menehi keluwihan kristal energi. kothak. Logam semikonduktor (tutul tengen) bisa ngliwati mung elektron paling semangat, supaya gas elektron ing logam cools. On pemugaran saka distribusi keseimbangn saka pola migunakaken energi oscillation "[2, p. 552].

Kontak kahanan metal / p-semikonduktor iku padha. amarga p-doyo bolongan semikonduktor nyedhiyani band valence sing ngisor tingkat Fermi, banjur kontak bakal digawe adhem, kang elektron mili saka p-semikonduktor kanggo logam. Peltier panas dirilis utawa digunakke dening kontak saka loro konduktor, amarga produksi negatif utawa positif saka Yen internal.

Klebu ing longkangan kontak kiwa (Fig. 3), ing kang persediaan Peltier panas, lan sel Manganese, contone, solusi banyu NaOH (Figure 4) lan semikonduktor logam lan n-jarno kimia inert.

Anjir. 4. kontak kiwa n-semikonduktor lan logam mbukak lan diselehake ing longkangan solusi elektrolit. Pamènèhan sing padha ing Fig. 3.

Amarga, nalika mili saiki «Aku», semikonduktor saka n-elektron ing energi sing luwih teka solusi saka teka metu saka solusi ing logam, energi iki keluwihan (panas Peltier) kudu ngadeg ing sel.

Ing saiki liwat sèl uga mung cilik bocor kono reaksi elektrokimia. Yen reaksi eksotermik ing sèl, panas Peltier dirilis ing sel, minangka liyane dheweke wis ora ono kanggo pindhah. Yen reaksi ing sel - endotermik, panas Peltier punika Enèng sing lamur sebagéyan ijol kanggo efek endotermik, IE, kanggo mbentuk produk reaksi. Ing conto iki, reaksi sel total: 2H2O → 2H2 ↑ + O2 ↑ - endotermik, supaya panas (energi) saka Peltier iku kanggo nggawe molekul lan H2 O2, sing kawangun ing elektrods. Mangkono, kita diwenehi sing panas saka Peltier milih ing medium ing hak n-kontak semikonduktor / logam ora dirilis maneh menyang lingkungan, lan wis disimpen ing wangun energi kimia molekul hidrogen lan oksigen. Temenan, ing operasi saka sumber voltase external dikonsumsi kanggo electrolysis banyu, ing kasus iki bakal dadi luwih cilik saka ing cilik saka elektrods podho rupo, nyebabake ora kedadeyan saka efek Peltier ..

Preduli saka sifat elektrods, sèl Manganese dhewe bisa nresep utawa generate panas nalika ngliwati Peltier thereto saiki. Kondisi gabungan statis, owah-owahan potensial saka sel Gibbs [4, p. 60]:

Δ G = Δ H - T Δ S, ing ngendi

Δ H - pangowahan enthalpy sel;

T - suhu termodinamika;

Δ S - owahan ing entropi sel;

Q = - T Δ S - panas saka sel Peltier.

Kanggo sel elektrokimia hidrogen-oksigen ing T = 298 (K), owah-owahan ing enthalpy ΔHpr = - 284.5 (kJ / mol) [8, p. 120], owah-owahan ing Gibbs potensial [4. a. 60]:

ΔGpr = - zFE = 2 * 96485 * 1.23 = - 237.3 (kJ / mol), ngendi

z - Jumlah elektron saben molekul;

F - Faraday pancet;

E - emf sel.

mulane

Q ave = - T Δ S ave = Δ G etc. - Δ H etc. = - 237,3 + 47,2 = 284,5 (kJ / mol)> 0,

IE sel elektrokimia hidrogen-oksigen ngasilake panas ing lingkungan Peltier, nalika Ngapikake entropi lan Mudhunake sawijining. Banjur, ing proses kuwalik, electrolysis banyu, kang cilik ing conto kita, Peltier panas Q mod = - Q ave = - 47,3 (kJ / mol) saka elektrolit bakal digunakke saka lingkungan.

Ndudohke P - Peltier panas dijupuk saka lingkungan ing hak n-kontak semikonduktor / logam. Ing panas P> 0 kudu ngadeg ing sel, nanging amarga bosok banyu reaksi endotermik ing sel (Δ H> 0), ing Peltier panas P kanggo ijol kanggo efek termal saka reaksi:

Δ G arr = (H arr Δ - n) + Q mod                                                                        (1)

Mod Q gumantung mung ing komposisi elektrolit, awit Iku karakteristik saka sel Manganese karo elektrods inert, lan n iku gumantung mung ing bahan elektroda.

Rumus (1) nuduhake yen panas saka Peltier P lan Peltier panas mod Q, sing produksi karya migunani. Ie Peltier panas dijupuk langsung saka medium nyuda biaya saka sumber daya external dibutuhake kanggo electrolysis. A kahanan endi medium panas iku sumber energi kanggo produksi karya migunani, iku karakteristik saka difusi, uga kanggo akeh sel elektrokimia, conto unsur kuwi sing ditampilake ing [3, p. 248 - 249].

Cathetan Suku

1. Gerasimov Ya. Mesthi I. kimia fisik. Tutorial: Kanggo universities. V 2 t. T.II. - 2 ed .. - M:. Chemistry, Moscow, 1973. - 624 p.
2. Dashevskiy 3. efek M. Peltier. // Bauwarna Fisik. Ing 5 m. T. III. Magneto - Poynting Téoréma. / Ch. Ed. A. M. Prohorov. Ed. Count. DM Alekseev, A. M. Baldin, AM Bonch-Bruevich, A. Borovik-Romanov lan liyane - M:.. Great Wikipedia Russian, 1992. - 672 p. - ISBN 5-85270-019-3 (3 m.); ISBN 5-85270-034-7.
3. Krasnov KS Kimia Fisika. Ing 2 buku. Vol. 1. Struktur saka Matter. Thermodynamics: posedur. kanggo sekolah dhuwur; KS Krasnov, N. K. Vorobev, I. et al Godnev -. 3rd ed .. - M:. Luwih. wk, 2001. -. 512. - ISBN 5-06-004025-9.
4. Krasnov KS Kimia Fisika. Ing 2 buku. Vol. 2. Electrochemistry. obahe awak Kimia lan pembentukan: posedur. kanggo sekolah dhuwur; KS Krasnov, NK Vorobyov I. N. Godnev et al. -3 ed., Rev. - M:. Luwih. wk, 2001. -. 319. - ISBN 5-06-004026-7.
5. Sivukhin DV mesthi general fisika. Tutorial: Kanggo universities. Ing 5 m. T.III. Listrik. - 4 ed, dobel .. - M: FIZMATLIT;. Publishing house saka MIPT, 2004. - 656 p. - ISBN 5-9221-0227-3 (3 m.); 5-89155-086-5.
6. Tager A. A. kimia Fisik saka polimer. - M:. Chemistry, Moscow, 1968. - 536 p.
7. Vetter K. elektrokimia obahe awak, diterjemahaké saka basa Jerman karo amandemen penulis kanggo edition Rusian, diowahi dening Corr. USSR Academy of Sciences prof. Kolotyrkin YM - M:. Chemistry, Moscow, 1967. - 856 p.
8. P. Atkins Kimia Fisika. Ing 2 v. T.I., diterjemahaké saka basa Inggris saka dhokter saka èlmu kimia Butin KP - M:. Mir, Moscow, 1980. - 580 p.