Корисна работа од топлината на животната средина

Дел 1. Некои термини и дефиниции.

Електромоторна сила (Белешки) е составен дел надворешна сила поле се состои од извор на тековните ... надворешните сили кои дејствуваат во галванизација клетки на границите помеѓу електролити и електродите. Тие, исто така, работат на границата меѓу две различни метали и да се одреди контакт потенцијал разлика помеѓу нив [5, стр. 193, 191]. Износ скокови потенцијали на сите површини на делот на колото е еднаква на потенцијалната разлика помеѓу проводници, кој се наоѓа на крајот на синџирот, и се нарекува електромоторна сила Белешки диригент коло ... синџирот се состои само од проводниците на првиот вид е еднаков потенцијал скок меѓу првиот и последниот диригент во директен контакт со нив (Волта закон) ... Ако коло е правилно отворена, Белешки ова коло е нула. За да го исправите диригент на отворено коло, која вклучува најмалку еден електролит, законот кој се применува волти ... Очигледно, само диригент коло содржи најмалку еден проводник на вториот вид се електрохемиски ќелии (или синџири електрохемиски елементи) [1, стр. 490-491].

Polyelectrolytes се полимери способен dissociating во јони во раствор, со што во истиот макромолекули, голем број на периодични давачки ... полимерна polyelectrolytes (јонски разменувачи, јонска размена смола) не се раствора, само се издувам, додека задржување на способноста да ги одвои [6, стр. 320-321]. Polyelectrolytes дисоцираат во негативно наелектризирани macroion и H + јони се нарекуваат polyacids и дисоцира во позитивно наелектризирани јони и OH- macroion наречен poliosnovaniyami.

Donnan рамнотежа потенцијал е потенцијалната разлика што се случува на границата фаза меѓу двете електролити ако ова ограничување не е пропустлив за сите јони. граници непропустливост за некои јони може да биде предизвикана, на пример, во присуство на мембрани со многу тесни пори кои се непроодни за честички над одредена големина. Селективен пропустливост на интерфејс се случува и ако некој јони толку силно поврзана со една од фазите кои го оставиме тоа, генерално, не може. Точно се однесуваат јонски смола за размена на јони, или јонска размена на група фиксна homopolar врска во молекуларна решетка или матрица. Растворот, што е во внатрешноста на тие матрици форми заедно со него една фаза; раствор, кој се наоѓа надвор, - вториот [7. 77].

На електрични двоен слој (EDL) се случува на интерфејсот на две фази во собата на спротивните наплаќа слоеви распореден на одредено растојание едни од други [7. 96].

Peltier ефект оваа изолација или апсорпција на топлина на контакт на две различни диригенти во зависност од насоката на електрична струја тече низ контакт [2, стр. 552].

Дел 2: Користење на топлина медиум во електролиза на вода.

Размислете за механизам на настанување на коло на електрохемиски клетки (во понатамошниот текст елемент), е прикажано шематски во Сл. 1, повеќе Белешки поради потенцијална разлика на внатрешниот контакт (ПКК) и ефектот на Donnan (краток опис на суштината на ефектот Donnan, внатрешна ПКК и поврзани Peltier топлина е предвидено во третиот дел од статијата).

Сл. 1. Шематски приказ на електрохемиски ќелии: 1 - катодата е контактиран со раствор од 3, реакцијата на електрохемиски намалување на катјони на електролитот се случи на неговата површина, направени од хемиски инертни силно смешан n-полупроводници. Дел од катодна поврзувајќи го со надворешен извор на напон, метализиран; 2 - анодата е контактиран со раствор од 4, на површината од него да се случи електрохемиски оксидација реакција на анјони на електролитот, изработени од хемиски инертни силно смешан p-полупроводници. Дел од анодна поврзувајќи го со надворешен извор на напон, метализиран; 3 - електролитна простор, polyelectrolyte раствор, dissociating во вода на macroion r- негативно наелектризиран и позитивно наелектризираните counterions мали K + (во овој пример е водороден јон H +); 4 - анодата простор polyelectrolyte раствор во вода dissociating во позитивно наелектризираните macroion R + и негативно наелектризиран counterions мали A- (во овој пример тоа хидроксид јони OH-); 5 - мембрана (дијафрагма), е непропустлив за макромолекули (macroion) polyelectrolytes, но потполно пропустлив за мали counterions K +, А- и молекулите на водата заеднички простор 3 и 4; Evnesh - надворешен извор на напон.

Белешки од Donnan ефект

За јасност, на електролитот на просторот електролитна (. 3, Слика 1) е селектиран воден раствор polyacid (R-H +), електролити и простор анодата (4, Сл 1.) - Воден раствор на poliosnovaniya (R + OH-). Како резултат на дисоцијација polyacids во преградата на електролитна, во близина на површината на катодата (1, Сл. 1), постои зголемување на концентрацијата на H + јони. Позитивен полнеж се појавуваат во близина на површината на катодата не се компензира негативно наелектризирани macroions Р, бидејќи тие не може да дојде блиску до површината на катодата, поради нејзината големина и присуство на позитивно наелектризирани јонски атмосфера (за повеќе детали види. Опис Donnan ефект во Анекс №1 на третиот дел од статијата). Така, на граничен слој на решение директно во контакт со површината на катодата има позитивен полнеж. Како резултат на тоа, електростатско индукција на површината на катодата, соседни со решение, постои негативен полнеж на електрони на спроводливост. т.е. на интерфејсот помеѓу површината на катода и раствор DES се случува. Областа на DES турка електрони од катодата - до решение.

Слично на тоа, на анода (2, Сл. 1), на граничен слој на решение во одделот за анода (4, сл. 1) директно во контакт со површината на анодна има негативен полнеж, а на површината на анодна, соседни со решение, постои позитивен полнеж. т.е. во интерфејс меѓу површината на анодна и решение, исто така, се јавува DES. Областа на DES турка електроните од решение - анодна.

Така, на полето на DES во интерфејси на електролитна и анодна со решение, поддржан термички решение јонска дифузија, два внатрешен извор Белешки, дејствува со надворешен извор, на пример, туркање на негативните полнежи во јамка на часовникот.

Дисоцијација poliosnovaniya polyacids и, исто така, предизвикува термички дифузија низ мембрана (5, Слика 1) H + јони од катодна простор -. Да анодата, и OH- јони од одделот анодата - на катодата. Macroion R + и Р- polyelectrolytes не можат да се движат низ мембрана, така што од вселената катод постои вишок негативен полнеж, и од просторот анодни - вишок позитивен полнеж, на пример, постои уште една DPP поради ефектот Donnan. Така, мембрана, исто така, се случува во внатрешноста на Белешки, дејствува со надворешен извор на топлина дифузија и се одржува за решавање на јони.

Во нашиот пример, на напонот низ мембраната може да достигне 0,83 волти, како тоа одговара на промена во потенцијалот на стандард водород електрода од - 0,83-0 волти на преминот од алкална средина во преградата анодата катодата простор кисела средина. За детали, видете. Во Анекс №1 на третиот дел на статијата.

Белешки ПКК од внатре

На Белешки елемент Тоа се случува, вклучително и во анодна за контакт полупроводници и катод на нивните метални делови кои служат за поврзување на надворешен извор на напон. ова Белешки се должи на внатрешна ПКК. Внатрешна ако не се создаде, за разлика од надворешните поле во просторот околу контактната, т.е. Тоа не влијае на движењето на наелектризираните честички надвор од проводници. Изградба n-полупроводник / метал / p-полупроводници е доволно познати и се користи, на пример, термоелектричната Peltier модул. Големината на Белешки таква структура на собна температура може да достигне вредности на цел 0,4 - 0,6 волти [5, с. 459; 2, P. 552]. Сфера во контакти се насочени во таков начин што тие им помогнам на електрони од стрелките на часовникот во јамка, т.е. чин во концерт со надворешен извор. Електроните се подигне на ниво на енергија на медиумот апсорбирање на топлина на Peltier.

Внатрешна АКО произлегуваат како резултат на ширењето на електрони во областите за контакт на електроди и решение, напротив, ги турка електроните во насока на стрелките на часовникот во јамка. т.е. движењето на електроните во елемент од стрелките на часовникот во овие контакти мора да биде доделен Peltier топлина. но, бидејќи трансфер на електрони од катодата во растворот и на растворот во анодата е секогаш придружена со ендотермичка реакција генерирање на водород и кислород, топлината на Peltier не е ослободен во медиум, и е да се намали ендотермичка ефект, т.е. како "конзервирани" во енталпија на формирање на водород и кислород. За детали, видете. Во Анекс №2 третиот дел од статијата.

превозници (електрони и јони) се движи во елемент коло не затворени патишта, не се наплаќа во елемент не се движи во затворено коло. Секој електрон анодата добиени од растворот (во текот на оксидација на OH- јони на кислород молекули), и помина низ надворешното коло на катодата, е изгубена заедно со водород молекули (во процесот на обновување на јони H +). Слично на јони OH- и H + не се движат во затворено коло, но само до соодветните електрода, а потоа испарува во форма на молекуларен водород и кислород. т.е. и јони и електрони секое движење во својата средина во забрзување на полето на DES, и на крајот на патот, кога ќе стигнат до површината на електрода се комбинирани во молекулата, конвертирање на целиот складирана енергија - енергија на хемиска врска, и надвор од јамка!

Сите од внатрешните извори на ЕМП Елемент, намалување на трошоците надворешен извор за вода електролиза. Така, топлината на амбиентниот апсорпција на елементи во текот на своето работење за одржување на дифузија на DES, е да се намали цената на надворешен извор, на пример, Тоа ја зголемува ефикасноста на електролиза.

Електролиза на вода без надворешен извор.

Во разгледувањето на процесите кои се случуваат во елемент е прикажано на сл. 1, параметри надворешен извор не се земаат во предвид. Да претпоставиме дека на внатрешен отпор е еднаков-ти и напон од 0. Тоа Evnesh Елемент електроди се shorted на пасивни оптоварување (види Сл. 5). Во овој случај, насоката и големината на DES полиња кои произлегуваат во интерфејс во елементите остануваат исти.

Сл. 5. Наместо Evnesh (Сл. 1), вклучувајќи и пасивни RL товар.

Ги утврди условите за спонтано течењето на струја во овој елемент. Промена на потенцијал Гибс, во согласност со формулата (1) од апликација №1 на третиот дел од статијата:

Δ G ARR = (Δ H ARR - n) + Q МО

Ако P> Δ H + Q МО МО = 284,5-47,2 = 237,3 (kJ / mol) = 1.23 (EV / молекулот)

на Δ G ARR <0 и спонтани процес е можно.

Ние ќе се разгледа понатамошни тоа, што реакцијата елементи за водород се јавува во киселинска средина (електрода потенцијална од 0 волти), и кислород во (електрода потенцијал од 0,4 волти) алкална. Таквите електрода потенцијали обезбедува мембрана (5, Сл. 5), на напонот на која ова треба да биде 0,83 волти. т.е. потребни за формирање на водород и кислород енергија е намалена од 0.83 (EV / молекула). Тогаш состојбата на можноста за спонтан процес ќе:

P> 1,23-0,83 = 0,4 (EV / молекула) = 77.2 (kJ / mol) (2)

Сметаме дека на енергетската бариера на водород и кислород молекули може да се избегне и без користење на надворешен извор на напон. т.е. дури и при n = 0,4 (EV / молекула), т.е. кога внатрешниот електрода HPDC 0,4 волти на, елемент ќе биде во состојба на динамичка рамнотежа, како и сите (па дури и мали) промена на условите за рамнотежа ќе предизвика струја во коло.

Друга пречка за реакциите на електродите е енергијата на активација, но тоа се елиминира со ефект на тунелот, произлегуваат како резултат на маленкоста на јазот помеѓу електродите и решение [7, стр. 147-149].

Така, врз основа на енергија размислувања, може да констатираме дека спонтано струја во елемент е прикажано на сл. 5, тоа е можно. Но, она што физички причини може да предизвика овој струи? Овие причини се наведени подолу:

1. Веројатноста за транзиција на електрони од катодата во решението поголема од веројатноста на транзиција од анодна во решението, бидејќи n-полупроводник катодна има многу слободни електрони со високо ниво на енергија, и анодна на п-полупроводник - само "дупки", а овие "дупки" се на ниво на енергија под електрони на електролитна;

2. мембрана е поддржана во катодата простор на кисела средина, а во анодата - алкална. Во случај на инертен електроди, тоа води до фактот дека потенцијалните катод електрода станува поголем од анодна. Како резултат на тоа, електроните мора да се движат преку надворешен коло од анодна на катодата;

3. задолжен површината polyelectrolyte решенија кои произлегуваат поради ефектот Donnan, создава во / поле решение електрода, така што полето на катодна промовира електрони принос од катодата во решението, како и од областа на анодна - влез електрони во анодата од растворот;

4. рамнотежа напред и назад реакции на електродите (размена струи) пристрасен кон H + јони директна реакции намалување на катода и оксидација на OH- јони на анодата, бидејќи тие се придружени со формирање на гас (Н2 и О2) способни лесно да замине реакција зона (принципот Ле Шателие е).

Експерименти.

За квантитативна проценка на напонот на оптоварување со ефектот Donnan, експеримент беше изведена во кој елемент на електролитна состои од активен јаглен со надворешниот графит електрода и анодна - мешавина од активен јаглен и анјон смола AB-17-8 со надворешниот графит електрода. Електролит - воден раствор NaOH, анодна и катодни простори се одделени со синтетички чувствува. На отворен надворешни електроди на овој елемент има напон од околу 50 mV. Кога е поврзана со елемент на надворешната оптоварување 10 оми фиксна струја од околу 500 microamps. Кога температурата на амбиенталниот 20-30 0C напон на надворешна електрода се зголеми на 54 mV. Зголемување на напонот на собна температура потврдува дека изворот на Белешки е дифузија, т.е. термички движење на честички.

За квантитативна проценка на напонот на оптоварување од внатрешната HPDC метал / полупроводници експериментот беше спроведено во која електролитна келија се состои од синтетички графит во прав со надворешниот графит електрода и анодна - прав од бор карбид (B4C, P-Semiconductor) со надворешниот графит електрода. Електролит - воден раствор NaOH, анодна и катодни простори се одделени со синтетички чувствува. На отворен надворешни електроди на напонот на елемент беше околу 150 mV. Кога го поврзувате надворешен товар на елементот 50 kOhm напон падна на 35 mV., Како силен пад на напонот се должи на ниската вродена бор карбид, и како резултат на тоа, висока внатрешна Елемент отпор. Истрагата напон наспроти температура за елемент на таква структура не се врши. Ова се должи на фактот дека, за полупроводници, во зависност од нејзиниот хемиски состав, степенот на допинг и други својства, промената на температурата на различни начини може да влијае на нивото на Ферми. т.е. температура ефект врз Белешки Елемент (зголемување или намалување), во овој случај зависи од материјалите што се користат, така што ова не е показател за експеримент.

Во овој момент се продолжи уште еден експеримент во кој се направени мобилни катодна од мешавина на активен јаглен прав и KU-2-8 со надворешниот електрода од нерѓосувачки челик и анодна од мешавина на активен јаглен прав и анјон смола AB-17-8 за надворешна електрода од од нерѓосувачки челик. Електролит - воден раствор на NaCl, анодата и катодата простори се одделени со синтетички чувствува. Надворешни електроди на овој елемент со октомври 2011 година се во можност да краток спој на пасивни амперметар. Тековни што покажува ammeter, за еден ден по ред, е намален за 1 mA - до 100 MKA (што е очигледно поради поларизацијата на електроди), и од тогаш повеќе од една година не се менува.

Во практични експерименти што е опишано погоре во врска со поефикасна материјали непристапноста добиените резултати значително пониски од теоретски можно. Покрај тоа, да бидат свесни дека дел од вкупната внатрешна Белешки Елемент секогаш потрошени за одржување на реакцијата на електрода (производство на водород и кислород) и не може да се мери во надворешното коло.

Заклучок.

Сумирајќи, можеме да заклучиме дека природата ни овозможува да ги конвертирате топлинска енергија во корисна енергија или на работа, додека го користите како "грејач" на животната средина и да не ја "фрижидер". Така Donnan ефект и внатрешна ако конвертира топлинска енергија на наелектризирани честички во електричното поле на енергија DEL како ендотермички реакција топлина се претвора во хемиска енергија.

Смета контакт елемент троши топлина од средните и вода, и ги распределува електрична енергија, водород и кислород! Покрај тоа, процесот на потрошувачката на енергија и користење на водород како гориво, а водата се враќа кон топлина медиум!

Дел 3 од Анексот.

Овој дел е дополнително разгледана Donnan рамнотежа ефект, на спојот на внатрешниот HPDC метал / полупроводници и Peltier топлина на редокс реакции и електрода потенцијали во елемент.

Donnan потенцијал (Додаток №1)

Размислете за механизмот на настанување на Donnan потенцијал за polyelectrolyte. По дисоцијација polyelectrolyte counterions започне своите мали, со дифузија, оставајќи обемот окупирана од страна на макромолекули. Насочено дифузија на counterions на мал волумен polyelectrolyte макромолекули во растворувачот е се должи на зголемената концентрација во најголемиот дел од макромолекуларниот како во споредба со остатокот на растворот. Понатаму, ако, на пример, мали counterions се негативно наелектризирани, ова резултира со тоа што внатрешниот дел на макромолекули се позитивно наелектризирани, и решението е веднаш во непосредна близина на обемот на макромолекули - негативен. т.е. околу позитивно наелектризираните волумен macroion, постои еден вид на "јонски атмосфера" на мал контра-јони - негативно наелектризирани. јавува прекинување раст јонски атмосфера задолжен кога електростатско поле меѓу атмосфера macroion јонски обемот и состојбите на топлинска дифузија на мали counterions. Како резултат на рамнотежа потенцијалната разлика помеѓу атмосферата и јонски macroions е Donnan потенцијал. потенцијал Donnan, исто така, се нарекува мембрански потенцијал, бидејќи слична ситуација се случува на semipermeable мембрана, на пример, кога го одделува раствор на електролити која има јони од два вида - способен и не се способни за поминува низ нив на чист растворувач.

потенцијал Donnan може да се смета како ограничувачки случај на потенцијална дифузија, кога на мобилноста на еден од јони (во овој случај macroion) е нула. А потоа, според [1, p. 535], земајќи задолжен за контра еднаков на еден:

E d = (RT / F) Ln ( А1 / А2), каде

Ед - Donnan потенцијал;

R - универзален гас постојана;

T - термодинамички температура;

F - Фарадеј постојана;

А1, А2 - контра-активности во фазите на контакт.

Во овој член, назначен со тоа, мембрана одделува poliosnovaniya раствори (pH = Lg 1 = 14) и polyacid (pH = Lg 2 = 0), Donnan потенцијал низ мембраната на собна температура (T = 300 0 K) ќе биде:

E d = (RT / F) (LG на 1 - Lg a 2) Ln (10) = (8.3 * 300/96500) * (14 - 0) * Ln (10) = 0.83 волти

Donnan потенцијал се зголемува во директен сооднос со температура. За дифузија на електрохемиски мобилен Peltier топлина е единствен извор за производство на корисна работа, тоа не е чудно што како елементи на ЕМП се зголемува со зголемување на температурата. Во дифузија клетки за производство на работа, Peltier топлина е секогаш земени од животната средина. Кога тековната тече низ EDL формирана Donnan ефект, во насока совпадна со позитивна насока на полето на DES (на пример, кога областа на DES врши позитивна работа), топлината се апсорбира од областа на животната средина за производство на овој труд.

Но, дифузија елемент е континуиран и еднонасочно промена во јонска концентрација, што во крајна линија води кон изедначување на концентрација и запирање режија дифузија, за разлика од рамнотежа Donnan, при што, во случај на протекување quasistatic струи јонска концентрација, откако ја достигна одредена вредност, останува непроменет .

Сл. 2 покажува дијаграм на редокс потенцијалите на реакциите на водород и кислород, кога се менува киселоста на растворот. На шема покажува дека електрода потенцијал на реакцијата на кислород формирање во отсуство на OH- јони (1.23 волти во кисела средина) е различен од ист потенцијал во висока концентрација (0,4 волти во алкална средина) на 0.83 волти. Слично на тоа, електрода потенцијал од водород-формирање на реакција во отсуство на H + (-0,83 волти во алкална средина) е различен од ист потенцијал во висока концентрација (0 V во кисела средина), исто така, во 0.83 волти [4. 66-67]. т.е. евидентно е дека 0,83 волти е потребно со цел да се добие висока концентрација на вода во соодветните јони. Ова значи дека е потребно 0.83 волти по маса на неутрален дисоцијација на молекулите на водата во H + и OH- јони. Така, ако мембрана е поддржан во нашата Елемент катодна простор кисел медиум и во алкална анодни, на напонот може да ја достигне својата DEL 0.83 волти, кој е во добра согласност со теоретски пресметки претставен претходно. Овој напон обезбедува висока спроводливост простор DES мембрана со вода дисоцијација во јони во него.

Сл. 2. Дијаграм редокс реакција потенцијалите

разградување на вода, и H + јони и OH- во водород и кислород.

IF и Peltier топлина (Додаток №2)

"Причината за ефектот Peltier е дека просечната енергија на носителите на полнеж (за одреденост електрони) кои се вклучени во електричната спроводливост во различни диригенти на различни ... Во преминот од еден проводник во друг електрон или пренесување вишок електрична мрежа или да ја дополни недостаток на енергија на сметка (во зависност од моменталната насока).

Сл. 3. ефект Peltier на метал контакт и полупроводничка компонента која се n-: ԐF - ниво Ферми; ԐC - на дното на спроведување бенд на полупроводници; ԐV - валентни бенд; I - позитивна насока на струја; кругови со стрелките прикажан шематски електрони.

Во првиот случај, во близина на контакт е пуштен на слобода, а вториот - т.н. апсорбира .. Peltier топлина. На пример, на полупроводници контакт - метал (Слика 3) енергијата на електроните кои поминуваат од N-тип на полупроводник за метал (лево допир) е значително повисока од енергијата ԐF на Ферми. Затоа, тие се кршење на топлинска рамнотежа во метал. Рамнотежа се врати како резултат на судири, во кои thermalized електрони, давајќи им можност на вишокот на енергија кристална. мрежа. метал полупроводници (право на допир) може да помине само повеќето енергетски електрони, така што електрон гас во метал лади. За реставрација на дистрибуција на рамнотежата на осцилација потрошената енергија решетка "[2, стр. 552].

За да контактирате со ситуација метал / p-полупроводник е слична. бидејќи р-спроводливост полупроводници дупки им обезбеди на своите валентни бенд кој е под нивото Ферми, тогаш за контакт ќе се олади, во која електроните се движат од p-полупроводник на метал. Peltier топлина ослободен или апсорбира од страна на контакт на две проводници, се должи на производство на негативни или позитивни на внатрешниот фактор.

Вклучено во лево јаз контакт (Сл. 3), на кој распределбата на Peltier топлина, електролитски клетки, на пример, воден раствор NaOH (Слика 4) и метални полупроводници и n-нека биде хемиски инертни.

Сл. 4. На левата контакт n-полупроводници и метал е отворен и се става во празнината на раствор на електролити. Ознаки се исти како и во Сл. 3.

Зашто, кога тековната тече «i», на полупроводници на n-електроните во повисока енергија пристигне решение од излегувањето на решение во метал, овој вишок енергија (топлина на Peltier) мора да застане во ќелијата.

На струја низ ќелијата може да биде само случај на протекување во него електрохемиски реакции. Ако егзотермна реакција во клетката, топлината Peltier се ослободува во клетката, како што повеќе нема каде да оди. Ако реакцијата на мобилен - ендотермичка, топлината Peltier е целосно или делумно да се компензира за ендотермичка ефект, односно, за да се формира еден производ реакција. Во овој пример, вкупно реакција на мобилен: 2H2O → 2H2 + О2 ↑ ↑ - ендотермните, така топлина (енергија) на Peltier е да се создаде молекули и H 2 O 2, се формираат на електродите. Така, ние се добие дека топлината на Peltier избрани во медиум во право n-контакт полупроводнички / метал не се враќа во животната средина, и се чуваат во форма на хемиска енергија од водород и кислород молекули. Очигледно, на работењето на надворешен извор на напон се троши за електролиза на вода, во овој случај ќе биде помала отколку во случај на идентични електроди, што не предизвикува појава на ефектот Peltier ..

Без оглед на својствата на електродите, самиот електролитски мобилен може да го апсорбира или производство на топлинска кога минува низ тековната него Peltier. квази-статички услови, потенцијалните промени на клетките Гибс [4, стр. 60]:

Δ G = Δ H - T Δ S, каде што

Δ H - енталпија промена на клетката;

T - термодинамички температура;

Δ S - промена на ентропија на клетката;

Q = - T S Δ - топлина на клетката Peltier.

За електрохемиски мобилен на водород-кислород на T = 298 (K), промената во енталпија ΔHpr = - 284,5 (kJ / mol) [8, p. 120], промената на Гибс потенцијал [4. а. 60]:

ΔGpr = - zFE = 2 * 96.485 * 1.23 = - 237,3 (kJ / mol), каде што

z - број на електрони по молекул;

F - Фарадеј постојана;

Е - ЕМП ќелија.

затоа,

П AVE = - T Δ S AVE = Δ G итн - Δ H итн = - 237,3 + 47.2 = 284,5 (kJ / mol)> 0,

т.е. водород-кислород електрохемиски мобилен генерира топлина во средина Peltier, додека подобрување на неговата ентропија и намалувањето на. Потоа, во процесот на инверзија, електролиза на вода, што е случај и во нашиот пример, Peltier топлина Q МО = - П ave = - 47,3 (kJ / mol) на електролитот ќе се апсорбира од животната средина.

Означување P - Peltier топлина земени од средина во десно n-контакт полупроводничка компонента која се / метал. топлина П> 0 мора да застане во ќелијата, но поради разградување на вода во ќелијата ендотермичка реакција (Δ H> 0), Peltier топлина P е да се компензира за термички ефект на реакција:

Δ G ARR = (Δ H ARR - n) + Q МО                                                                        (1)

Mod Q зависи само од составот на електролит, бидејќи Тоа е карактеристика на електролитски мобилен со инертен електроди, и n е зависна само на електрода материјали.

Равенката (1) покажува дека топлината на Peltier P и Peltier топлина МО П, се производство на корисна работа. т.е. Peltier топлина одземен од медиумот ја намалува цената на потребни за електролиза надворешен извор на енергија. Ситуација во која топлина медиум е извор на енергија за производство на корисна работа, е карактеристика на дифузија, како и за многу електрохемиски ќелии, примери на такви елементи се прикажани во [3, стр. 248-249].

референци

1. Герасимов Ya. I. текот на физичка хемија. Почетен курс: За универзитети. V 2 t. T.II. - 2 ед .. - М. Хемија, Москва, 1973. - 624 стр.
2. Dashevskiy 3. М. Peltier ефект. // просторно енциклопедија. Во 5 m. T. III. Магнето - Poynting теорема. / Гл. Ед. А. М. Прохоров. Ед. брои. ДМ Алексеев, А. М. Baldin, AM Bonch-Bruevich, А. Borovik-Романов и други - М:.. Големиот руски енциклопедија, 1992. - 672 стр. - ISBN 5-85270-019-3 (3 м.); ISBN 5-85270-034-7.
3. Краснов KS физичка хемија. Во 2 книги. Vol. 1. Структура на материјата. Термодинамика: Proc. за средните училишта; KS Краснов, Н. К. Vorobev, И. et al Godnev -. 3 ед .. - М. Високо. wk, 2001 година -. 512. - ISBN 5-06-004025-9.
4. Краснов KS физичка хемија. Во 2 книги. Vol. 2. електрохемија. Хемиската кинетика и катализа: Proc. за средните училишта; KS Краснов, NK Воробјов I. Н. Godnev et al. -3 ед., Rev. - М. Високо. wk, 2001 година -. 319. - ISBN 5-06-004026-7.
5. Sivukhin DV генералниот курс на физиката. Почетен курс: За универзитети. Во 5 м. T.III. Електрична енергија. - 4-то издание, стереотипите .. - М: FIZMATLIT;. Издавачката куќа на MIPT, 2004. - 656 стр. - ISBN 5-9221-0227-3 (3 м.); 5-89155-086-5.
6. Tager А. А. Физичка хемија на полимери. - М. Хемија, Москва, 1968. - 536 стр.
7. Vetter К. Електрохемиско кинетика, во превод од германски јазик, со измените и дополнувањата на авторот на руското издание, изменето од Corr. СССР Академијата на науките проф. Kolotyrkin YM - М. Хемија, Москва, 1967. - 856 стр.
8. П. Аткинс физичка хемија. Во 2 v. T.I., во превод од англиски јазик на доктор по хемиски науки Битан КП - М. Мир, Москва, 1980. - 580 стр.