Происходит ли перестройка химических связей за счет электромагнитных взаимодействий?

Вопрос представляет определенный интерес, поскольку накопление энергии в перезаряжаемой батарее не обусловлено ни гравитационной (потенциальной), ни кинетической энергией.

Из этого вопроса Почему ток в последовательной цепи одинаков? ясно, что выделение энергии в цепи происходит за счет потери энергии в виде ЭМ-излучения каждого задействованного электрона. В ответах говорится, что количество электронов не изменилось, и заряд, конечно, тоже не изменился.

Итак, вопрос в том, происходит ли перестройка химических связей за счет электромагнитных взаимодействий? А какая-то часть ЭМ излучения сохраняется внутри связей и будет выделяться при протекании через омические сопротивления?

Что вы подразумеваете под «аккумулятором» ?
@Gert Извините, на немецком языке мы различаемся между батареей (после разрядки выбросьте ее) и перезаряжаемой батареей. Я отредактировал его.
Ну, ядерные силы и гравитация не играют существенной роли, так что да, ЭМ отвечает за все, что происходит...

Ответы (1)

В аккумуляторной батарее протекают два типа обратимых химических реакций :

  1. Реакция окисления: в которой химическое вещество, называемое восстановителем ( р е ) окисляется, отдавая электроны:

р е → р е г + + г е −

  1. Реакция восстановления: в которой химическое вещество, называемое окислителем ( О Икс ) восстанавливается за счет приема электронов:

О Икс + г е − → О Икс г −

Общая реакция такова:

р е + О Икс → р е г + + О Икс г −

Реакцию выбирают так, чтобы константа равновесия реакции:

а р е г + а О Икс г − а р е а О Икс "=" К

... намного больше единицы, так что реакция термодинамически выгодна слева направо.

Батарея состоит из ячеек (расположенных последовательно или параллельно, а в некоторых случаях из одной ячейки), каждая из которых запускает такую ​​​​реакцию и обеспечивает поток электронов, когда цепь замкнута.

Это обеспечение тока продолжается до тех пор, пока все левые реагенты не превратятся в продукты правой реакции. Тогда батарея больше не может обеспечивать ток, и потенциал на ее электродах равен нулю.

Но помните, что выбранные реакции обратимы: при пропускании тока через разряженную батарею и в направлении, обратном режиму разрядки, реагенты снова превращаются в исходные реагенты, и батарея становится как новая.

Обратите внимание, что даже с неперезаряжаемыми батареями на самом деле возможна некоторая степень перезарядки, но их гораздо сложнее перезарядить, чем те, которые предназначены для этой цели.

Химическая энергия, хранящаяся в химических соединениях, возникает из-за изменений в структурах молекулярных орбиталей, когда реагенты превращаются в продукты реакции. Возьмем простую реакцию горения (горение угля):

С ( с ) + О 2 ( г ) → С О 2 ( г )

Однажды начавшись, такая реакция протекает спонтанно, потому что общее расположение молекулярных орбиталей имеет более низкий уровень энергии для С О 2 ( г ) чем для С ( с ) + О 2 ( г ) . Таким образом высвобождается энергия, здесь в основном в виде тепла.

В случае батареи эта энергия реакции высвобождается в виде ЭДС из-за выбранных конкретных реакций и физического расположения элемента (ячеек).

Герт, хороший ответ с химической точки зрения. Что я пытаюсь выяснить, так это то, что электроны в токе, помимо их количества и их (конечно, постоянного) заряда, способны индуцировать электромагнитное излучение с сопротивлением в каждый Ом. Как эта ЭМ энергия сохраняется во время заряда аккумуляторной батареи. (Может быть, это сейчас лучшая постановка вопроса). Не могли бы вы расширить свой ответ?
@HolgerFiedler: Привет, Хольгер, вся доступная энергия в гальваническом элементе представлена ​​​​в виде энергий молекулярных орбиталей (МО). Когда происходят реакции, химические связи разрываются и образуются новые. Это является следствием перестройки связывающих МО. В экзоэнергетической реакции новое расположение («продукты реакции») имеет более низкую общую энергию, чем расположение МО исходного состояния («реагенты»). Так Е 2 − Е 1 < 0 т.е. экзоэнергетический. В клетке это энерговыделение проявляется в виде тока электронов, когда цепь замкнута.
Как и любой вид энергии, его можно затем преобразовать в другой вид, например, в тепло, излучение или еще что-то. Но первичным источником энергии являются МО, в случае аккумуляторной батареи.
Происходит ли перестройка химических связей за счет электромагнитных взаимодействий?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v