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以化学反应中的化学电动势为例

更新时间:2024-04-10 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

电势能大小的判断Wf0物理好资源网(原物理ok网)

化学反应中的化学电动势为例,首先需要明确一件事。 我们先回到电动势和势能的概念,回顾一下电势能和电势。Wf0物理好资源网(原物理ok网)

【基本概念简析】Wf0物理好资源网(原物理ok网)

势能由两个因素产生:位置和力。 根据百度百科,势能是一个相对量。 如果选择不同的势能零点,势能的值一般是不同的。 但其核心仍然是力的作用及其作用的距离,如重力势能、弹性势能、电势能等。Wf0物理好资源网(原物理ok网)

其中,电势能是电荷由于其在电场中受到的力及其位置而具有的能量。 一般我们假设无穷远处的电势能为0,那么电荷从无穷远移动到目标位置所做的功就是其电势能的大小。 从物理角度来看,电势是电荷所在位置的电势能除以其所携带的电荷。 它是一个标量,没有方向,与电荷量无关,与电场本身的性质有关。Wf0物理好资源网(原物理ok网)

应重点引入电动势。 这里以化学电动势为例。 百度百科解释,电动势代表非静电力将单位正电荷通过电源内部从负极移动到正极所做的功与电荷量的比值。 但实际上,电动势的概念主要强调正负极的位置,而不是任意两个位置,因此可以与电池的正负极紧密结合在一起。Wf0物理好资源网(原物理ok网)

通过概念分析,大致可以得出结论:电动势不是势能的一种,不是电势能。 它的本质是电位差,是正负极之间的电位差。Wf0物理好资源网(原物理ok网)

【电化学中为什么要引入电动势? 】Wf0物理好资源网(原物理ok网)

这是因为在电池化学反应的热力学中,我们需要一个有方向的物理量来与自由能统一。 对于电池反应的电位,负号表示电子过多,正号表示电子缺乏电势能大小的判断,这是一个静电概念。 由于自由能有方向,而电势没有方向,因此引入电动势与自由能统一。 对于电池示意图(下图),我们规定右侧电极发生还原反应,左侧电极发生氧化反应。 电动势定义为右侧电势与左侧电势的比较。 这样一来,电动势无疑就给出了一个方向。Wf0物理好资源网(原物理ok网)

一般我们认为当反应自发时,电动势Erxn为正,此时满足:Wf0物理好资源网(原物理ok网)

在标准状态下,满足:Wf0物理好资源网(原物理ok网)

电势能大小的判断Wf0物理好资源网(原物理ok网)

这样,在电化学中,可以通过电动势来判断反应自发进行的方向。 正号表示反应自发进行,负号表示反应不能自发进行。Wf0物理好资源网(原物理ok网)

所以可以继续明确:电动势不是势能的一种,也不是电势能。 它本质上是一个电位差,而且是正负极之间的电位差,可以给电池一个方向! ! ! (这句话应该是解决问题的关键)Wf0物理好资源网(原物理ok网)

【电动势与势能距离因子有什么关系? 】Wf0物理好资源网(原物理ok网)

至此电势能大小的判断,我认为我们可以细化应该问的第三个问题。 化学反应的电动势与距离的电势能之间有什么关系? ? 但事实是这样吗? 不。 如果电池固定,电动势就是固定值,电势能中与距离有关的概念可能就是:电极电势! 正极电位或负极电位!Wf0物理好资源网(原物理ok网)

这时候我觉得问题应该改为:电极电位与距离的关系。 正负极的电位是确定的,电位差的大小也随之变化。 这个问题可以参考下面的回答:电极电位和距离有什么关系? 绝对电极电位和相对电极电位?Wf0物理好资源网(原物理ok网)

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