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电池正负电极的电势差 ??为什么干电池电压都是1.5V? 电池正负两级之间的电势差 电池的电动能 有什么关系? 电池上...

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科普中国??科学原理一点通
知识点:电池的正负电极之间存在电势差。锌锰电池中,正极的标准电极电势为+0.7710V,负极为-0.7628V,差值为(+0.7710)-(-0.7628)=1.5338V,也就是我们电池上标的电压。
在现实生活中,我们离不开有各种各样的电池,如:手机电池、手电筒电池等。不过最常用的是那种小棍子似的干电池,干电池有大有小,还有各种品牌,但无论什么样的干电池,电压大部分都是1.5V,这是为什么呢?
这和电池里面的那些东西有关。我们常用的电池又叫做锌锰干电池,如果你纵向剖开一节干电池,你就会发现它的中间是一根乌漆墨黑的小圆柱体,这是一根充当正极的石墨棒,石墨棒外面有很多MnO2和炭黑组成的混合物,此外,还有一堆黏糊糊的东西,它们是NH4Cl,最外层是由锌制成的筒子,充当着负极的角色,在锌筒和NH4Cl之间还隔着多孔纸作为隔离层。
干电池在工作的时候,负极的锌失去电子,电子沿着电路中的导线一路抵达正极,也就是碳棒处,碳棒再把电子传递给NH4Cl,NH4+获得电子后变成NH3和H2。这里可能有人要提出疑问,不对啊,电流不都应该是从正极流向负极么,怎么这里的电子是从负极往正极跑?因为我们规定,电流的方向是正电荷流动的方向,而电子带负电,所以电子是按照电流的反方向运动的。
用化学反应方程式来表示,正极处发生的反应是:Zn-2e-=Zn2+
负极处发生的反应是:2NH4++2e-=2NH3+H2
总反应是:Zn+2NH4+=Zn2++H2+2NH3
电池中的MnO2可以与H2发生反应,生成MnO(OH),消除H2在电极处的聚集;Zn2+
可以与NH3极反应,生成[Zn(NH3)4]2+,消除NH3在电极处的聚集,使反应更流畅。
而电池的电压正是由正负极的化学反应确定的,从物理化学(物理化学是一门专门的学科,它就叫“物理化学”而不是“物理和化学”)中我们可以知道,电池的正负极都有各自的标准电极电势,而电压正是这两个标准电极电势的差值。你可以把标准电极电势理解为两个高度不同的台阶,台阶高度的差值就是电压,锌锰电池中,正极的标准电极电势为+0.7710V,负极为-0.7628V,差值为(+0.7710)-(-0.7628)=1.5338V,也就是我们电池上标的电压。
由此我们可以看出,一个电池的电压不是由它的外形和品牌决定的,而取决于它里面的化学物质,因为我们常用的电池都是锌锰电池,所以电压都是1.5V,而其它种类的电池,比如铅蓄电池,因为反应物质不同,它的电压就是2V。
最后特别说一句,如果你想拆开你家的电池研究它的内部结构,请务必在专业人员的陪同下操作,千万不可以自己动手,以防有毒物质泄露。
作者:单少杰
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电池正负两级之间的电势差 电池的电动能 有什么关系? 电池上的标的如“1.5V” “3V”之类的又指哪一个?~

第一个问题:
电池的原理是“其他形式的能转化为电能”
关于电池的内阻:先说电流,电流是大量电荷的宏观定向移动,在电源外部,电流的方向是由正极到负极,电子定向运动方向是由负极到正极;在电池内部刚好相反,其他形式的能使得电流由电源负极流向电源正极,在整个电路中就形成了回路;而电子是从电源正极流向电源负极。在电源内部,电源一方面可以提供电能,另一方面也会对电流产生阻碍作用,这种阻碍作用会使得电源中其他形式的能转化为电能的时候,其余的一部分在电池内部就变成焦耳热而消耗掉了,这时电池输出电压(电池外部正极负极之间的电压,也是你说的端电压)小于这个电池应当提供的电压,损失的部分就是被电池内阻分担了。

第二个问题:
电池的内阻通常是比较小的,大概零点几到几个欧姆。随着电池的使用,电池内阻期初变化不大,但是在电池寿命的末期,内阻将开始急剧增大,端电压急剧下降,电池电量耗尽。

第三个问题:“电压值总是小于电动能”该命题不成立,电压值是电势差的度量,单位是V;电动能是能量的度量,单位是J,单位不同不可以直接比较大小。如果忽略电池的内阻,那么电池的电动势就等于电池端电压,但实际情况,端电压都是比电动势小的。

干电池上标注的1.5V是指电势差.通俗的说就是输出的电压.
电动势和电势差的区别:
电动势是表示非静电力把单位正电荷从负极经电源内部移到正极所做的功;而电势差则表示静电力把单位正电荷从电场中的某一点移到另一点所做的功.它们是完全不同的两个概念.

相关要点总结:
(编辑:本站网友)
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