可逆电池电动势PPT课件
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第九章可逆电池电动势将化学能转化为电能的装置称原电池,根据热力学上可逆过程和不可逆过程的概念,原电池可区分为可逆电池不可逆电池可逆电池可揭示化学能转变为电能的最高极限,为此重点讨论之。
在可逆电池中,系统自由能的降低(△rGm)T.P等于系统对外所作的最大电功Wr′,此时,两电极间电势差达最大值,称为电池的电动势E,其间关系为(△rGm)T.P= Wr′=-nFE若反应物质的量为1mol时,则(△rGm)T.P=-zFE那么,什么是可逆电池呢?§9.1可逆电池和可逆电极1.可逆电池必须具备的条件(1)电池放电反应与充电反应必须互为逆反应。
对电池a当E>V,电池放电时Zn极(负):Zn-2e=Zn2+(氧)Cu极(正):Cu2++2e= Cu (还)放电反应:Zn+ Cu2+= Zn2++ Cu (自)当E<V,电池充电时Zn极(阴):Zn2++2e=Zn (还)Cu极(阳):Cu-2e= Cu2+(氧)充电反应:Zn2++ Cu= Zn+ Cu2+(非)可见电池a的充、放电反应互为逆反应。
图(略)但对电池b,当E>V,电池放电时Zn极(负):Zn-2e=Zn2+(氧)Cu极(正):2H++2e=H2(还)放电反应:Zn+2H+= Zn2++ H2(自)当E<V,电池充电时Zn极(阴):2H++2e=H2(还)Cu极(阳):Cu-2e= Cu2+(氧)充电反应:Cu+2H+= Cu2++ H2(非)可见,电池b的充、放电反应不为逆反应,因此,它不可能是可逆电池。
(2)电池所通过的电流必须为无限小。
并不是任何充放电的反应互为逆反应的电池都是可逆电池。
据热力学可逆过程概念,只有当E与V相差无限小dE,即V=E±dE使通过的电流无限小,才不会有电功不可逆地转化为热的现象。
这样,放电时,电池作最大有效功,充电时,消耗电功最小。
只有同时满足以上两个条件的电池才是可逆电池。
也就是可逆电池在充、放电时,不仅物质的转化是可逆的,而且能量的转化也是可逆的。