Люди довольно часто сталкиваются с электрохимическими элементами в повседневной жизни: от одноразовых батареек АА в пультах дистанционного управления ТВ до литий-ионных батарей в смартфонах. Существует два типа таких ячеек: гальванические и электролитические. Первые получают свою энергию от самопроизвольных окислительно-восстановительных реакций (ОВР), в то время как вторые требуют внешний источник электронов, например, блока питания переменного тока. Оба элемента состоят из анода (А) и катода (К), изготавливаемых из разнородных металлов и электролитов.В любом электрохимическом процессе электроны переходят из одного вещества в другое, что обусловлено ОВР. Восстановитель представляет собой вещество, которое теряет электроны и в процессе окисляется. Связанная энергия определяется разностью потенциалов между валентными электронами в атомах различных элементов.
Принцип работы
Гальванический элемент — это устройство, которое преобразует химическую энергию в электрическую, используя электрохимию, а в быту называется батареей.
В такой ячейке есть контейнер, в котором содержится раствор концентрированного сульфата меди (CuSO4), а внутри раствора вставлен медный стержень — катод. Внутри контейнера находится пористый сосуд, заполненный концентрированной серной кислота (H2SO4), в нее вставлен цинковый стержень — анод. Таким образом, когда провод соединяет медный и цинковый стержни, по нему начинает протекать электрический ток.
Дополнительная информация. Реакции окисления и восстановления разделяются на части, называемые полуреакциями. Внешняя цепь используется для проведения потока электронов между электродами гальванического элемента. Электроды изготавливают из любых проводящих материалов, таких как металлы, полупроводники, графит и даже полимеры.
ИСТОЧНИК ТОКОВ
Существует два типа электрохимических элементов: гальванические и электролитические. Гальваническая клетка использует энергию, выделяемую во время спонтанной окислительно-восстановительной реакции для выработки электроэнергии.
Электролитическая ячейка потребляет энергию от внешнего источника, используя ее, чтобы вызвать непредвиденную окислительно-восстановительную реакцию.
Два типа ячеек
Гальванический элемент, история создания которого официально началась в 18 веке, дал старт развития науки электротехники. Во время проведения экспериментов с электричеством в 1749 году Бенджамин Франклин впервые ввел термин «батарея» для описания связанных конденсаторов. Однако его устройство не стала первой ячейкой. Находки археологов «батареи Багдада» в 1936 году имеют возраст более 2000 лет, хотя точное назначение их до сих пор спорно.
rколеса=40см; nколеса=120 об/мин
V=?; T=? (V-линейная скорость; Т- период вращения)
Радиус колеса переводим в метры по международной системе СИ
rколеса=40см/100 (т.к. в метре 100см)=0,4м
Для определения линейной скорости с которой едет велосипедист надо определить угловую скорость вращения колеса, определяется по формуле
w(греч. omega)=(пи*n)/30 или w(греч. omega)=(2*пи*n)/60 (что первое, что второе одно и тоже- результат одинаков)
Из условия n=120об/мин
w(греч. omega)=(3.14*120)/30=12.56(1/c)[измерение 1 в минус первой степени]
Определим линейную скорость велосипедиста
V=w*rколеса=12.56(1/c)*0.4м=5,024 м/с
Если км/ч, то результат умножить на 1000 и поделить на 360 (1000м=1км; 360с=1ч), получим V=(w*r*1000)/360=(приблизительно)13.96км/ч
Определение периода (чесно, подсмотрел)
частота вращения v(греч.НЮ)=n/t, где n=nколеса, а t=1минута=60секунд(начальные данные в условии задачи), в принципе, что частота вращения, что количество оборотов- одно и тоже
Тогда НЮ=120/1минуту=120об/мин; Период Т=1/120=1/2секунд(то есть 2 оборота за секунду )
скорость велосипедиста V=13.96км/ч=5,024 м/с;
период вращения колеса 2 оборота в секунду, ну или один оборот за половину секунды