作者oNeChanPhile (亲姐基)
看板Physics
标题Re: [问题] 充电的真谛
时间Sat Oct 20 20:45:18 2012
因为感觉前面几个推文似乎都没有打到症结点
故跳出来回一下
※ 引述《Djokovic5566 (新球王56)》之铭言:
: 什麽叫充放电?
: 就是充电储能,放电作功
: 充电这样的一个行为,在现在根本就是常态
: 请问一下,充电既然叫"充",就代表"量"是增加的
首先要厘清一下什麽叫做电池:
如果你所想像的「电池」,
是一种藉由将电子集中到一边、另一边留下正电来制造电位差的元件
那不叫「电池」,叫做「电容」(而且是不涉及化学反应的简单电容),
其主要特性是两端电位差跟带电量成正比(q = CV),
放电过程中,电压会等比例的减小,
但现实生活中的电池大多能够长时间维持一定的电压,
所以用电容器充电的模型,去模拟电池的构造,显然是不恰当的。
其次,现实生活中的电池充电,
增量的东西叫做「化学能」而不是电子数量
(高中的讲法叫做「将电能储存於原子间的位能」
大学热力学叫「chemical potential」)
而电池化学能的储存,
乃是原子重新排列组合之後的结果,而非正负电荷的分离,
所以在巨观尺度下
「电池内任一处时时刻刻皆为电中性」。
具体来说,可充电电池的充电过程,通常就是放电过程的逆反应。
例如铅酸电池(汽车电瓶)放电的半反应式为:
2- -
负极(阳极):Pb + SO → PbSO + 2e
(s) 4(aq) 4(s)
+ 2- -
正极(阴极):PbO + 4H + SO + 2e → PbSO + 2H O
2(s) (aq) 4(aq) 4(s) 2 (l)
充电的半反应式就是把箭号倒过来写而已。
其中应注意到:
固态铅电极在反应前後皆为电中性,而硫酸水溶液亦然。
: 一支手机电量只剩下19%,我用磅秤量了一下重量,160g
: 充电冲到100%再拿去秤重,还是160g
:
: 请问为什麽会这样??
2
用 E = mc 不难估计充进去的能量到底"有多重"
(是否真的会变重就先不管)
打开我的破手机 motorola Z3,後面电池写着 3.7V、750 mAh
如果把电池从充满状态放到完全没电
则全部电能大概是
ΔE = PΔt = IVΔt = V*(IΔt) = 3.7 * (0.750*3600) = 9990(J)
换算成质量只有
8 2 -13 -10
Δm = 9990 / (3*10 ) = 1.11*10 (kg) ≒ 10 g
一般的仪器当然是量不出来的
(至於有没有人真的做过实验,我就不清楚了)
: 电子e不是有重量吗???
: 还是说实际上"量"根本就没有增减
: 而是纯粹透过电压升,把电子e从正极搬到负极,让电子流(负到正)具有更大动力流向正极
: 是吗???
简单电容器充电的情形,
如果充电量够大,那麽在充完电後把正负极分开,
负极(得到电子侧)会变重没错。
问题是强大的电场可能导致尖端放电,电击电子仪器与实验人员,
所以有没有人真的量过我也不清楚。
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※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc)
◆ From: 114.27.8.196
※ 编辑: oNeChanPhile 来自: 114.27.8.196 (10/20 21:28)
1F:推 Djokovic5566:非常精辟的解说! 10/21 10:34
2F:推 wopicoun:推!! 10/21 11:42
3F:推 coda17:电容放电没有成比例吧??? 10/22 00:42