د چاپیریال د ګرمۍ له خوا، وره د کار

برخه 1. ځینې اصطلاحات او تعريفونه.

د electromotive ځواک (emf) ده بېلېدونکې بهرني ځواک په برخه برخه جوړه یوه اوسني سرچينه ... د بهرني ځواک د سرپرست په کې د تعاملاتو او د electrodes تر منځ د پولو د حجرو electroplating. دوی هم په دوه لوبډلي په فلزات تر منځ د پولې په فعاليت او د تماس د احتمالي توپیر therebetween [5، مخ معلوم کړي. 193، 191]. مقدار لوړه شوه د مدار کړی ټولو سطحه ظرفیت برابر دی د کنډکټرو تر منځ د احتمالي توپير، په ځنځير پای کې موقعيت لري، او د ده د electromotive ځواک emf conductor مدار په نامه ... کړۍ یوازې د لومړي ډول د کنډکټرو شامل دی مساوي چې د لومړي او په مستقیم يې (volta قانون) سره تماس ... که د مدار دی په سمه توګه خلاص، د emf تېرو conductor تر منځ د احتمالي ورټوپ د دې مدار صفر ده. د پرانستې-مدار conductor، چې لږ تر لږه يو د تعاملاتو، د تطبيق وړ قانون ولته ... جوته ده، یوازې conductor مدار د دوهم ډول لږ تر لږه یوه conductor جوړه دي electrochemical حجرو (يا د ځنځیر electrochemical عناصر) [1، مخ شامل دي سم. 490 - 491].

Polyelectrolytes دي polymers د په حل کې د يون dissociating وړتيا لري، نو په همدې macromolecule، د تور ... crosslinked polyelectrolytes (ایون exchangers، تکراري یو زیات شمیر ایون اسعارو شيره) نه منحل، یوازې د پاړسوب، د 6 توان dissociate [، مخ استنادي داسې حال کې. 320 - 321]. Polyelectrolytes ته منفي تورن macroion dissociate او H + يون دي polyacids په نامه او په مثبته توګه تورن يون او د OH- macroion poliosnovaniyami په نامه مطاليبو.

Donnan تعادل بالقوه ده د بالقوه توپير چې د دواړو تر منځ د الکترولیت پړاو احاطې واقع کيږي که د دې حد ته د ټولو يون (permeable) نه ده. د ځينو يون Impermeability محدودیتونه کېدای شي لامل شي، د مثال په توګه، سره ډېر تنګ داخليدو نه دي چې د يو خاص اندازه پورته ذراتو مواصلاتي د غشا په شتون کې. د ليدنمخ انتخابی نفوذ منني واقع کيږي او که هر يون نو په کلکه د پړاوونو چې دا په عمومي ډول د وتلو نه یو سره تړاو لري. کټ ionic ایون په بدل کې، الک چلند، او یا ایون اسعارو ډلې ثابت په مالیکولي lattice يا جدول homopolar بانډ. د حل لاره، چې د داسې کوولو فورمې په دننه کې په ګډه سره دا یو واحد پړاو؛ د حل لاره، بهر موقعیت لري، - د دوهم [7. 77].

د بریښنا د دوه طبقه (EDL د) ده د دوو پړاوونو کې د oppositely تورن طبقو څخه د يو بل [7 په يو ټاکلي واټن دفع جوړ د ليدنمخ واقع. 96].

Peltier د دوه مختلفو کنډکټرو د تماس د دې انزوا د حرارت يا جذب اغیزه باندې د بریښنا د اوسني بهيږي د تماس [2، مخ له لارې د لارښوونې پورې اړه لري. 552].

برخه: 2 د اوبو د الکتروليز په ګرمۍ منځني په کارولو سره.

د د د د electrochemical حجره (په لنډه عنصر) د مدار پدیده د میکانیزم، په انځور کې ښودل شوي schematically په پام کې ونیسئ. 1، نور emf د داخلي تماس بالقوه توپير (PKK) او د Donnan د اغېز له امله (د Donnan اغېز د ذات په لنډ ډول، د داخلي PKK او اړونده Peltier ګرمۍ ده د مادې د دريمې برخې په برابر).

د انځر. د یو electrochemical حجره 1. منوال استازیتوب: 1 - د کتوډ سره د 3 د حل سره تماس، د تعاملاتو د کتيونونو د electrochemical د کمولو غبرګون په خپله سطحه، د يوه کيمياوي فعال په کلکه doped N-semiconductor واقع کيږي. د کتوډ دا ولتاژ يوه بهرنۍ سرچينې، metallized سره نښلوي برخه؛ 2 - د anode سره د 4 د حل سره تماس، د سطحي ورله د تعاملاتو انيون، د کيمياوي فعال په کلکه doped P-semiconductor electrochemical آکسيډېشن غبرګون واقع کيږي. د anode دا ولتاژ يوه بهرنۍ سرچينې، metallized سره نښلوي برخه؛ 3 - کتوډ فضا، polyelectrolyte حل، په macroion په اوبو dissociating R- منفي تور او مثبت په تور counterions کوچنۍ K + (په اوسني مثال په توګه د هایدروجن د ایون H + ده)؛ 4 - په اوبو dissociating anode compartment polyelectrolyte حل ته مثبت تورن macroion R + او منفي تورن counterions کوچنۍ خبرتیاوي (په دې مثال دا ايمونيم يون د OH-)؛ 5 - د غشا (حجاب حاجز)، دا ده چې macromolecules (macroion) polyelectrolytes impermeable، خو په بشپړه توګه د وړو counterions د K +، خبرتیاوي او د اوبو د مالیکولونو شریک فضا د 3 او 4 (permeable)؛ Evnesh - ولتاژ د باندنيو سرچينه ده.

Emf له خوا Donnan اغېز

اوزون poliosnovaniya (R + د OH-) - د وضاحت، د کتوډ فضا (. 3، 1 شکل) د تعاملاتو اوزون polyacid حل (R-H +)، د تعاملاتو او د anode compartment (4، انځر 1.) ټاکل. لکه څنګه چې په کتوډ compartment dissociation polyacids په پایله کې، د کتوډ (1، انځر. 1) له سطحې سره نژدې، هلته د H + يون د زيات تمرکز دی. مثبت چارج د کتوډ سطحه په څنګ کې راښکاره منفي تورن macroions R- نه جبران، ځکه دوی نه له امله خپل د اندازې او د یوه مثبت تورن ionic اتموسفیر د حضور (سپړنه کې د مادې د دريمې برخې №1 ضمیمه Donnan اغېز لپاره معلومات وګورئ.) د کتوډ سطحه نژدې راشي کولای شي. په دې ډول، د په مستقیم ډول سره د کتوډ سطحه د تماس د حل احاطې طبقه يو مثبت چارج لري. په پایله کې، د کتوډ سطحه یو electrostatic ټرننګ، سره د حل امتداد، هلته د دایرول الکترون منفي مسوول دی. یعنې په کتوډ سطحي او DES د حل تر منځ د ليدنمخ واقع دی. د حل لاره ته - د DES ساحوي الکترون د کتوډ څخه کار وانخستل شي.

همدغه رنګه په anode (2، انځر. 1)، د په anode compartment د حل احاطې طبقه (4، انځر. 1) په مستقیم ډول سره د anode سطحي تماس لري منفي چارج، او په anode سطحه، سره د حل امتداد، هلته يو مثبت چارج ده. یعنې په anode سطحي او د حل تر منځ د ليدنمخ DES هم واقع دی. یو anode - د DES ساحوي د حل له الکترون کار وانخستل شي.

ځکه نو په د کتوډ سره د حل او anode د interfaces د DES په برخه کې، ملاتړ حرارتي د حل په خاطر د Diffusion، دوه د داخلي emf سرچينه، په کنسرت سره د يوې بهرنۍ زيرمې سرپرست، i.e.، په نمبرو په counterclockwise د منفي په تور راپريوځي.

. Dissociation poliosnovaniya polyacids او هم د غشا (5، 1 شکل) H + يون د cathodic فضا له لارې د حرارتي diffusion ګرځي - د anode، او د anode compartment څخه د OH- يون - یو کتوډ. Macroion R + او R- polyelectrolytes د غشا له لارې نه شي کولای حرکت کوي، نو دا د کتوډ فضا څخه د يو اضافي منفي لګښت نشته دی، او د انودی فضا څخه - یوه اضافي مثبت چارج، i.e.، هلته له امله د Donnan اغېز بل DPP ده. په دې ډول، د غشا هم د emf دننه پېښېږي، په کنسرت سره د ګرمۍ diffusion بهرنۍ سرچينې د سرپرست او د يون د حل ساتل.

زموږ په مثال په توګه، په ټول غشا ولتاژ کولای 0.83 ولته ته ورسیږي، لکه د دې سره متناسب په بالقوه څخه د معياري هایدروجن الکترود د بدلون - 0.83 0 ولته په anode compartment د کتوډ compartment تيزابي چاپیریال د القلي منځني څخه د انتقال. د تفصیالتو لپاره، وګورئ. د د د د مادې د دريمې برخې №1 ضميمه.

Emf له دننه PKK

د عنصر emf دا واقع کيږي، په ګډون د تماس semiconductor anode او کتوډ خپل فلزي برخو خدمت ته د بهرنۍ ولتاژ منبع سره ونښلوي. دا emf له امله د داخلي PKK. کورني که نه په خلاف د خارجي ډګر د فضا په تماس کنډکټرو شاوخوا جوړ،، i.e. دا د کنډکټرو څخه بهر په تور د ذراتو د حرکت نه کوي. ساختماني N-semiconductor / فلزي / P-semiconductor ده په کافي مشهور او کارول کیږي، د مثال په توګه، د یو thermoelectric Peltier ماډل. د emf اندازه 0.6 ولټو په [5، مخ - د اطاق د حرارت درجې داسې يو جوړښت کولای شي د 0.4 په امر ارزښتونو ته ورسيږي. 459؛ 2، مخ. 552]. په تماسونه فیلډز په داسې يوه لاره چې د دوی counterclockwise په نمبرو په الکترون سازش i.e. ته متوجه دي سره د بهرنۍ منبع کنسرت عمل. د الکترون د منځني د Peltier ګرمۍ جذب د انرژۍ کچه پورته کړي.

کورني که راپورته له امله د د electrodes او د حل الره د تماس سیمو الکترون د diffusion، برعکس، الکترون په نمبرو د چپ لوري کار وانخستل شي. یعنې د counterclockwise په دغو تماسونو په عنصر الکترون د وړاندیز باید Peltier ګرمۍ ځانګړي شي. خو ځکه د کتوډ څخه د حل لاره ته او په anode د حل د الکترون د انتقال حتمي توليد هایدروجن او اکسیجن یو endothermic تعامل په ملتیا، د Peltier له ګرمۍ نه د منځني خوشې، او ده چې د endothermic اغېز کم کړي، i.e. لکه د هایدروجن او اکسیجن د جوړښت د enthalpy "يمې". د تفصیالتو لپاره، وګورئ. په ضمیمه №2 د مادې د دريمې برخې.

وړونکي (الکترون او يون) په عنصر مدار حرکت د تړلو لارو، په عنصر نه غاړه ده په یوه تړلي مدار حرکت نه. هر الکټرون anode د حل لاره (د اکسیجن مالیکولونو د OH- يون آکسيډېشن په اوږدو کې) څخه لاس ته راوړل، او د کتوډ یو خارجي مدار له لارې تصویب، سره د هايډروجن مالیکولونو په ګډه ده volatilized (د يون H + بیرته د بهیر). په همدې ډول يون د OH- او H + مه په یوه تړلي مدار نه، ته په شرطونو الکترود خو يوازې، او د مالیکولي هایدروجن او اکسیجن په بڼه بیا evaporate. یعنې او د يون او د الکترون د خپل د چاپيريال د هر حرکت کې د DES ګړنديتوب ډګر، او په لاره کې په پای کې، کله چې دوی د رسېدو د الکترود د سطحي په ماليکول په ګډه دي، ټول زیرمه انرژي بدلوي - د کيمياوي بانډ د انرژۍ، او د نمبرو په بهر!

د emf داخلي سرچينو ټول عنصر، کم لګښت د اوبو د الکتروليز بهرني سرچينه ده. په دې ډول، د مقناطسي جذب د خپلو عملياتو په ترڅ کې عناصرو ته د DES diffusion د ساتلو په ګرمۍ، دا دی چې د بهرنۍ سرچينې د لګښت د کمولو، i.e.، دا الکتروليز موثریت زیاتوي.

پرته له کومې بهرنۍ سرچينې د اوبو الکتروليز.

په کتنه کې د پروسو په عنصر په انځور کې ښودل شوي واقع. 1، د يو خارجي سرچینه پارامترونو دي په پام کې نه نیول. فرض چې د داخلي مقاومت سره برابر Rd ده او دا چې د 0. يو ولتاژ Evnesh عنصر electrodes يو غیرفعاله بار shorted دي (انځر. 5 وګورئ). په دې صورت کې د DES برخو راپورته کې د عناصرو د ليدنمخ د هدايت او اندازه ورته پاتې شي.

د انځر. 5. د ځای Evnesh (انځر. 1) په ګډون غیرفعاله بار RL.

په دې عنصر اختياره اوسني جریان حالات معلوم. د ګېبس بالقوه بدلول، د د د د د مادې د دريمې برخې №1 ضمیمه د فورمول (1) له مخې:

Δ G ARR = (Δ H ARR - N) + پوښتنه دفاع وزارت

که P> Δ H + پوښتنه د دفاع وزارت د دفاع وزارت = 284،5 - 47.2 = 237.3 (KJ / معلولينو د) = 1.23 (اي وي / ماليکيول)

د Δ G ARR <0 او په خپل سر د پروسې ممکنه ده.

موږ به نور هم په پام کې په يوه القلي (د 0.4 ولته الکترود بالقوه) په یوه تيزابي منځني عناصر هایدروجن نسل غبرګون چې واقع کيږي (د 0 ولته الکترود بالقوه)، او اکسيجن. دا ډول الکترود ظرفیت یو غشا (5، انځر. 5)، د ولتاژ چې دا باید د 0.83 ولته وي برابروي. یعنې د انرژۍ لپاره د هایدروجن او اکسیجن د جوړېدو اړتيا له خوا 0.83 (اي وي / ماليکيول) کم دی. بيا د بې اختياره پروسه امکان حالت به:

P> 1،23 - 0.83 = 0.4 (اي وي / ماليکيول) = 77.2 (KJ / معلولينو د) (2)

موږ د موندلو چې د هایدروجن او اکسیجن مالیکولونو د انرژۍ خنډ بايد مخنيوي وشي او پرته ولتاژ يوه بهرنۍ سرچینې څخه استفاده کوي. یعنې آن په N = 0.4 (اي وي / ماليکيول)، i.e. کله چې د داخلي الکترود HPDC 0.4 ولته عنصر به د خوځنده تعادل په حالت وي، او د هر ډول (حتی کوچنی) د توازن شرايطو بدلون به په مدار د اوسني سبب شي.

په electrodes د غبرګونونه بل خنډ د فعالولو په انرژۍ ده، خو دا له منځه ده له خوا د تونل اغېز، له امله راپورته د د electrodes او 7 د حل [، مخ تر منځ د واټن د smallness. 147-149].

په دې ډول، د انرژي په ملاحظاتو پر بنسټ، موږ چې بې اختياره اوسني په عنصر په انځور ښودل پای. 5، دا ممکنه ده. خو هغه څه چې د فزیکي لاملونه کولای شي دې اوسني رامنځته شي؟ دا دلیلونه لست په لاندې ډول دي:

1. د حل د حل ته د anode څخه د انتقال د احتمال په پرتله د کتوډ څخه د الکترون د لېږد احتمال، ځکه N-semiconductor کتوډ لري د سره د انرژۍ په لوړه کچه وړیا الکترون، او د P-semiconductor anode ډېر - یوازې د "سوري"، او د دغو "سوري" په د انرژۍ د کتوډ الکترون لاندې کچه دي.

2. د غشا ده د یو تيزابي چاپیریال کتوډ فضا په ملاتړ، او په anode - القلي. د فعال electrodes په صورت کې، د دې سبب کیږي چې د حقيقت چې د کتوډ الکترود بالقوه د anode په پرتله لوی شي. په پایله کې، الکترون باید د کتوډ د anode څخه د يو بهرني مدار له لارې حرکت؛

3. د polyelectrolyte حل راپورته له امله د Donnan اغېز سطحي تور، په الکترود / د حل په برخه لکه چې په کتوډ په ډګر کې وده الکټرون د حل د کتوډ څخه حاصل پيدا کوي، او په anode په برخه - الکټرون ته د حل له anode د ننوتلو؛

4. د انډول د پرمختګ او غبرګونونه په electrodes (بدل currents) تعصب H په لور + يون په کتوډ او د د OH- يون آکسيډېشن په anode مستقیم کمولو تعاملات، ځکه وګرځوي هغوی له خوا د ګازو د (H2 او O2) د په اسانۍ سره غبرګون زون د وتلو توان (Le Chatelier د اصل) د جوړښت سره مل دي.

تجربی.

د د Donnan اغېز له خوا په ټول بار د ولتاژ د کمي ارزون، یوه تجربه وه ترسره چې د سره د خارجي graphite الکترود او د anode د فعاله کاربن د کتوډ عنصر شامل - د فعاله کاربن او اناينو شيره AB-17-8 سره د خارجي graphite الکترود د يو مخلوط. د تعاملاتو - اوزون NaOH حل، anode او کتوډ ځایونو یوه مصنوعی احساسوي او جلا دي. د دې عنصر خلاص بهرني electrodes په اړه د 50 ستنیدا په يو ولتاژ درلود. کله چې د بهرني بار 10 د يو عنصر سره وصل لاندنیو په اړه د 500 microamps اوسني ثابت. کله چې ته د بهرنۍ الکترود له 20 څخه تر 30 0C ولتاژ د مقناطسي د تودوخې زياتوالي ستنیدا په 54 لوړه شوې ده. په مقناطسي د حرارت درجه د ولتاژ زیاتوالی تاییدوي چې د emf سرچينه ده diffusion، i.e. د ذراتو د حرارتي خوځښت.

د داخلي HPDC فلزي / semiconductor تجربه څخه په ټول بار د ولتاژ د کمي ارزون شوه په کوم کې چې د ګرځنده کتوډ سره د خارجي graphite الکترود او د anode مصنوعی graphite پوډر څخه جوړه ده - د بورن carbide (B4C، P-semiconductor) سره د خارجي graphite الکترود یو پوډر. د تعاملاتو - اوزون NaOH حل، anode او کتوډ ځایونو یوه مصنوعی احساسوي او جلا دي. د عنصر ولتاژ خلاص بهرني electrodes و په اړه 150 ستنیدا. کله چې د عنصر 50 kOhm ولتاژ د بهرنۍ بار سره نښلوي تر 35 راکښته ستنیدا.، دغه ډول يو قوي ولتاژ څاڅکی له امله د ټيټ برلینګټن بورن carbide او، چې په پایله کې، د یو لوړ داخلي مقاومت عنصر دی. د تحقیقاتو لپاره د دا ډول جوړښت د يو عنصر په مقابل حرارت ولتاژ ده ترسره نه. دا له امله له دې چې، د semiconductor، په خپل کيمياوي جوړښت پورې اړه لري، د doping او نورو ملکیتونو درجو، په بېلابېلو لارو خپل Fermi کچه نفوذ د تودوخې بدلون. یعنې د حرارت په emf اغېز عنصر (زیاتوالی او یا کموالی)، په دې صورت کې د موادو د استعمال پورې اړه لري، نو دا په ډاګه تجربه نه ده.

په دې ټکی دا بل تجربه کې چې د ګرځنده کتوډ ده سره د خارجي لوله پلیکا، الکترود او له بهرنۍ الکترود د فعاله کاربن پوډر او اناينو شيره AB-17-8 یو مخلوط له anode د فعاله کاربن پوډر او تحت-2-8 یو مخلوط جوړ دوام لوله پلیکا. د تعاملاتو - د NaCl اوزون د حل، د anode او کتوډ ځایونو یوه مصنوعی له خوا جلا کيږي احساس کاوه. د دې عنصر سره د 2011 کال د اکتوبر د بهرنیو electrodes کولای لنډ-circuit بېلوي ammeter. اوسني چې د ammeter، په اړه یوه ورځ وار وروسته، کم له خوا 1 د يادونې ده په ګوته کوي - تر 100 mkA پورې (چې له امله د electrodes د کشالې د ده په ظاهره)، او راهيسې د يو کال په پرتله بيا په ډير بدل نشي.

په عملي تجربو پورته په تړاو سره د ډېر اغېزمن مواد رسی پايلې نظري د امکان په پرتله د پام وړ ټيټه ترلاسه وباله. برسېره پر دې، چې د ټولو داخلي emf برخه وي عنصر د تل لپاره د الکترود غبرګون (د هایدروجن او اکسیجن د تولید) د ساتلو په مصرف او په خارجي مدار اندازه نه شي کولای.

پایله.

Summing کړي، موږ کولای شو په پای کې چې د طبیعت اجازه موږ ته ګټور انرژي یا کار حرارتي انرژي بدلوي، په داسې حال کې په توګه د "بخارۍ" چاپیریال په کارولو سره او د "يخچال" نه لري. نو Donnan اغېز او داخلي که بدل د په تور د ذراتو د حرارتي انرژۍ د برېښنا د انرژۍ په ساحه del د endothermic غبرګون ګرمۍ په توګه بدلې په کيمياوي انرژي ده.

په پام کې د اړیکو عنصر د منځني او د اوبو څخه د مصرفوی ګرمۍ، او د تخصیص د بریښنا، هايدروجن او اکسيجن! سربیره پردې، د انرژۍ مصرف د بهیر او په توګه د تېلو د هایدروجن د استعمال، او د اوبو د حرارت منځني بېرته راګرځي!

3 برخه د ضمیمه.

دغه برخه نوره هم بحث Donnan تعادل په پایله کې، د په عنصر ریډوکس تعاملات او الکترود ظرفیت د داخلي HPDC فلزي / semiconductor او Peltier ګرمۍ له همبست.

Donnan بالقوه (ضميمه №1)

د د د polyelectrolyte Donnan بالقوه پدیده د میکانیزم په پام کې ونیسئ. وروسته dissociation polyelectrolyte counterions پیل شي د خپلو وړو، له خوا diffusion، د حجم د macromolecule له خوا اشغال وځي. د په تنظیمات کوچني حجم polyelectrolyte macromolecules counterions Directional diffusion ته د macromolecule د عمده زیات تمرکز له امله د ده په پرتله د حل د نورو برخو سره. برسيره پر دې، که، د مثال په توګه، د وړو counterions دي منفي په تور، د دې په نتيجه کې چې د macromolecule داخلي برخه دي په مثبته توګه تورن، او د حل لاره دا ده ژر تر ژره د macromolecule د حجم له څنګ - منفي. یعنې منفي تورن - یو مثبت تورن macroion حجم په شاوخوا کې، د د د د وړو د مبارزې د يون "ایون فضا" ډول شتون لري. پاې ته ionic فضا تور ودې وخت پېښېږي کله چې د electrostatic ډګر د ایون حجم macroion فضا او توازن د وړو counterions حرارتي diffusion تر منځ. په پایله کې د فضا او د ionic macroions تر منځ د تعادل د احتمالي توپیر دی Donnan بالقوه. Donnan بالقوه هم په توګه ته راجع غشا بالقوه، ځکه چې ورته حالت په يوه semipermeable غشا واقع کيږي، د بېلګې په توګه، کله چې د تعاملاتو د حل لاره چې د دوه ډوله يون لري بېلوي - وړتیا لري او د سوچه او تنظیمات therethrough تيريدو توان نه.

Donnan بالقوه کولای شي د diffusion بالقوه محدودولو په صورت کې، کله چې د يون يو د خوځښت (په دې صورت کې macroion) صفر ده په توګه پام کې ونیول شي. بيا، چې [1، مخ له مخې. 535]، د يو اخلي د مبارزې مساوي تور:

پست D = (RT / F) LN ( A1 / A2)، چې

Ed - Donnan بالقوه؛

R - نړیوال ګاز د پرله پسې؛

T - thermodynamic حرارت؛

F - Faraday پرله پسې؛

A1، A2 --فعالیت د مبارزې په تماس پړاوونو.

په دې غړي، پکې د غشا بېلوي poliosnovaniya حل (pH = ريفري هم یو 1 = 14) او polyacid ((pH) = د دويمې درجې د 2 = 0)، Donnan په ټول غشا په اطاق د حرارت درجې د بالقوه (T = 300 0 د K) به وي:

پست D = (RT / f () د دويمې درجې د یو 1 - د دويمې يو 2) LN (10) = (8،3 300/96500 * ) * (14 - 0) * LN (10) = 0.83 ولته

Donnan کې د حرارت درجه مستقیم تناسب احتمالي زياتوالي. د د electrochemical حجره Peltier ګرمۍ diffusion د ګټور کار د تولید لپاره يوازينۍ سرچينه ده، دا د حیرانتیا خبره نه ده چې د داسې عناصرو د emf سره د تودوخې زياتوالي زياتوي. د کار د تولید لپاره د Diffusion په حجره، Peltier حرارت تل د چاپیریال څخه اخيستل شوي. کله چې د EDL د لارې د اوسني بهیر په يو لوري سره د د د DES په برخه کې مثبت لوري سره سمون Donnan اغېز، جوړه (i.e.، کله چې د DES په برخه کې ترسره کوي مثبت کار)، تودوخه ده د دغه کاغذ د توليد لپاره د چاپيريال څخه د جذب.

خو د diffusion عنصر دی په ایون غلظت، چې په پای کې د تراکم د برابرۍ لپاره سبب او تمول diffusion الرښوونه، تعادل Donnan، پکې، د درزونو د quasistatic currents د ایون غلظت یوه قضیه کې، کله چې د يو خاص ارزښت ته رسېدلي خلاف یوه دوامداره او unidirectional بدلون، له بدلونه پاتې دی .

د انځر. 2 د د د هايډروجن او اکسيجن کله چې د حل د اسيدي په کتابتون کې د تعاملاتو د ریډوکس ظرفیت یو ډیاګرام په ګوته کوي. د چارت په ګوته کوي چې د اکسیجن د جوړېدو په غبرګون کې د OH- يون د نه شتون (په یوه تيزابي چاپیریال 1،23 ولته) الکترود بالقوه ده له همدې بالقوه په لوړ غلظت (په يوه القلي منځني 0.4 ولته) په 0.83 ولته توپير لري. په همدې ډول، د د H + د نه شتون (په القلي منځني -0،83 ولته) هايډروجن-د جوړولو په غبرګون الکترود بالقوه څخه ورته بالقوه په لوړ غلظت (0 V کې د يو اسيد منځني) توپير لري، هم په 0.83 [4 ولته. 66-67]. یعنې تر څو په اړوندو يون د اوبو د يوه لوړ غلظت د ترلاسه کولو چې 0.83 ولته ته اړتيا ده. دا په دې مانا چې د 0.83 ولته لپاره په H + او د OH- يون د اوبو مالیکولونو بې طرفه dissociation د یو ډله ایز ته اړتيا لري. نو ځکه، که غشا ده زموږ په عنصر کتوډ فضا تيزابي منځني او په يو القلي انودی ملاتړ، د ولتاژ خپل del 0.83 ولته، چې په سره نظري محاسبات مخکې وړاندې ښه تړون دی ته ورسيږي. دا ولتاژ ته دننه دا يون له خوا د اوبو dissociation یو لوړ conductivity فضا DES غشا برابروي.

د انځر. 2. دیاګرام ریډوکس غبرګون ظرفیت

د اوبو د عضوي، او H + يون او د OH- ته هایدروجن او اکسیجن.

که او Peltier ګرمۍ (ضميمه №2)

"د Peltier اغېز لامل دی چې د بل الکټرون د په تور وړونکي (د definiteness الکترون) کې د مختلفو مختلفو کنډکټرو د برقي conductivity لاس ... د انتقال په له یوه conductor په اوسط ډول د انرژۍ او يا د اضافي بریښنا انتقال او یا په خپل لګښت د انرژۍ د نشتوالي بشپړه (البته د اوسني لوري).

د انځر. 3. د تماس د فلزي او د semiconductor n- Peltier اغېز: ԐF - Fermi کچه؛ ԐC - د semiconductor دایرول بند بېخ؛ ԐV - valence بند؛ زه - د اوسني مثبت لوري. سره غشي کړیو schematically الکترون ښودل شوي دي.

په تماس ته نژدې په لومړي صورت کې دی خوشي، او د دوهم - د جذب د تش په نامه .. Peltier ګرمۍ. د مثال په توګه، په تماس semiconductor - فلزي (3 شکل) د الکترون چې د N-ډول د فلزي (پاتې تماس) semiconductor څخه پاس د انرژۍ د ده د Fermi انرژۍ ԐF په پرتله د پام وړ لوړه ده. له همدې امله، هغوی په نوموړي فلزي د حرارتي تعادل پښو لاندې کول. دعدل په توګه د مغزو په پایله کې راوګرځول، په کوم کې الکترون thermalized، د اضافي انرژۍ شيشيي ورکول. شبکه. د semiconductor فلزي (حق تماس) یوازې د تر ټولو پیاوړې الکترون تېر شو، نو په فلزي چې الکټرون ګاز سړیږی. د تعادل د ویش د oscillation د انرژۍ په مصرف lattice "[2، مخ اعاده. 552].

د تماس د فلزي / P-semiconductor وضعه همداسې ده. ځکه چې P-conductivity semiconductor سوريو خپل valence بند چې د Fermi د کچ نه لاندې دی برابر کړي، نو د تماس به په لاندی توګه شي، چې د الکترون د فلزي د P-semiconductor څخه بهيږي. Peltier ګرمۍ جذب د دوه کنډکټرو د تماس له خوا، له امله د منفي او یا د داخلي که مثبت د تولید یا د خوشې شول.

په چپ د اړیکو واټن (انځر. 3)، چې د Peltier ګرمۍ تخصيص، یو electrolytic حجره، د مثال په توګه، اوزون NaOH حل (4 شکل) او فلزي semiconductor او N-راځئ چې دا په کيمياوي فعال وي شامل دي.

د انځر. 4. د چپ تماس N-semiconductor او د فلزي خلاص او د تعاملاتو د حل د واټن پر ځای ده. ترڅو په توګه په انځور يو شان دي. 3.

ځکه، کله چې د اوسني بهیر «زه»، د لوړو انرژۍ د n د الکترون د semiconductor کې د فلزي حل څخه راځي په پرتله د حل ته راشي، دا اضافي انرژي (د Peltier ګرمۍ) باید په حجره کې ودريږي.

د ګرځنده له لارې د اوسني کیدای شي یوازې د درزونو د هميشه electrochemical غبرګون د يوې قضيې. که په حجره کې د exothermic غبرګون، د Peltier ګرمۍ په حجره کې خوشې کېږي، لکه نور هغې ځائ لري ته ځي. که په حجره کې د غبرګون - endothermic، د Peltier ګرمۍ ده په بشپړ يا قسمي لپاره endothermic اغېز جبران، يعنې د، د یو غبرګون محصول جوړوي. په دغه مثال کې، ټول د ګرځنده غبرګون: 2H2O → 2H2 ↑ + O2 ↑ - endothermic، نو د Peltier د ګرمۍ (انرژي) ده چې مالیکولونه جوړوی او H2 O2، په electrodes دي جوړ شوي. په دې ډول، موږ تر لاسه کوي چې د Peltier په ګرمۍ کې په حق N-تماس semiconductor / فلزي منځني ټاکل بيرته د چاپیریال نه دی خوشي، او د هایدروجن او اکسیجن مالیکولونو کیمیاوی انرژی په بڼه کې زېرمل کيږي. ښکاره خبره ده، د بهرني ولتاژ منبع د عملياتو لپاره د اوبو د الکتروليز ده مصرف، په دې صورت کې به د ورته electrodes د قضيې په پرتله کوچني وي، د Peltier اغېز پدیده نه سبب ګرځي ..

د electrodes د مال پرته، د electrolytic حجره پخپله کولای شي د جذب او یا کله چې Peltier اوسني الحاقايه له لارې د تيريدو حرارت تولید کړي. د نيمه ثابتو حالاتو، د ګېبس حجرو [4 احتمالي بدلون، مخ. 60]:

Δ G = Δ H - د T Δ S، چې

Δ H - د ګرځنده enthalpy بدلون؛

T - thermodynamic حرارت؛

Δ S - د حجری په entropy بدلون؛

پوښتنه = - T Δ S - د Peltier حجره ګرمۍ.

د T = 298 (K)، په enthalpy ΔHpr = د بدلون له هايډروجن-اکسیجن electrochemical حجره - 284.5 (KJ / معلولينو د) [8، مخ. 120]، په ګېبس د بدلون د احتمالي [4. يو. 60]:

ΔGpr = - zFE = 2 * 96485 * 1.23 = - 237.3 (KJ / معلولينو)، چې

z - د هر ماليکول الکترون شمیر؛

F - Faraday پرله پسې؛

پست - emf د حجری.

له همدې امله

پوښتنه آوه = - T Δ S آوه = Δ G او داسې نور - Δ H او داسې نور = - 237،3 47،2 = + 284،5 (KJ / معلولينو د)> 0،

یعنې هايډروجن-اکسیجن electrochemical حجره په Peltier چاپېريال تودوخه تولیدوی، د خپلو entropy د ښه والي او د تثخين خپل حال کې. بيا، د inverse پروسه، د اوبو د الکتروليز، چې زموږ په مثال په صورت کې چې، Peltier ګرمۍ پوښتنه دفاع وزارت = - پوښتنه آوه = - 47.3 (KJ / معلولينو د) د د تعاملاتو به د چاپيريال څخه د جذب شي.

Peltier ګرمۍ په سمه N-تماس semiconductor / فلزي چاپیریال څخه اخيستل شوي - P کښلی. د ګرمۍ P> 0 باید په حجره کې ولاړ، خو ځکه چې په حجره کې endothermic غبرګون کې د اوبو د عضوي (Δ H> 0)، د Peltier ګرمۍ P ده چې د د غبرګون حرارتي اغېز جبران:

Δ G ARR = (Δ H ARR - N) + پوښتنه دفاع وزارت                                                                        (1)

دفاع پوښتنه یوازې د تعاملاتو د جوړښت پورې اړه لري، ځکه چې دا د سره فعال electrodes د electrolytic حجره یو ځانګړنه، او N ده يوازې په الکترود موادو پورې اړه لري.

معادله (1) ښيي چې د Peltier P او Peltier د ګرمۍ د تودولو دفاع پوښتنه، د وره د کار د تولید. یعنې Peltier ګرمۍ د منځني څخه لرې د یوه بهرني قدرت منبع لپاره الکتروليز اړتیا لګښت کموي. يوه حالت کې چې په ګرمۍ منځني د ګټور کار د تولید لپاره د انرژي د سرچينې دی، ده د diffusion ځانګړنه، او همدارنګه د ډېرو electrochemical حجرو، د داسې عناصرو د بېلګې په [3، مخ ښودل شوي دي. 248 - 249].

ماخذونه

1. Gerasimov اکرامات. د فزیکي کیمیا I. د کورس. Tutorial: د پوهنتونونو. T.II. V 2 T. - 2nd ed .. - M:. کيميا، مسکو، 1973. - 624 مخ.
2. Dashevskiy 3. م Peltier اغېز. // سپړنه پوهنغونډ. په 5 مترو. T. III. د ماګنتو - Poynting theorem. / Ch. ed. الف م- Prohorov. ed. حساب کوي. معین الکسي، A. م- Baldin، AM Bonch-Bruevich، A. Borovik-Romanov او نور - M:.. لوی روسي المعارف، 1992. - 672 مخ. - ای اېس بي این 5-85270-019-3 (3 متر.)؛ ای اېس بي این 5-85270-034-7.
3. Krasnov KS سپړنه کیمیا. په 2 کتابونه. ټوک. 1. د موضوع جوړښت. ترموډینامیک: Proc. د لوړ ښوونځي؛ KS Krasnov، N. K. Vorobev، I. et al Godnev -. 3rd ed .. - M:. د لوړو. wk، 2001. -. 512. - ای اېس بي این 5-06-004025-9.
4. Krasnov KS سپړنه کیمیا. په 2 کتابونه. ټوک. 2. Electrochemistry. کیمیاوي kinetics او catalysis: Proc. د لوړ ښوونځي؛ KS Krasnov، NK Vorobyov I. N. Godnev et al. -3 ed.، Rev. - M:. د لوړو. wk، 2001. -. 319. - ای اېس بي این 5-06-004026-7.
5. Sivukhin DV د فزيک د عمومي کورس. Tutorial: د پوهنتونونو. په 5 مترو. T.III. د بريښنا د. - 4th ed، مخيزه .. - M: FIZMATLIT؛. خپرول د MIPT کور، 2004. - 656 مخ. - ای اېس بي این 5-9221-0227-3 (3 متر.)؛ 5-89155-086-5.
6. Tager الف الف د polymers سپړنه کيميا. - M:. کيميا، مسکو، 1968. - 536 مخ.
7. Vetter K. Electrochemical kinetics، څخه د جرمني ژبې سره د روسيې ګڼه د لیکوال د تعديل، بدلون له خوا د Corr ژباړل. د علومو د پروفيسور شوروي اتحاد د اکاډمۍ. Kolotyrkin يار - M:. کيميا، مسکو، 1967. - 856 مخ.
8. P. Atkins سپړنه کیمیا. په 2 v. T.I.، څخه د کیمیاوي علومو Butin پښتونخوا د ډاکټر د انګلیسي ژبې ژباړه - M:. مير، مسکو، 1980. - 580 مخ.