[حمید]

در کلاس درس معلم مشغول مرور آزمایشات ولتا و چگونگی اختراع پیل الکتریکی است . یکی از دانشجویان می پرسد :
پس از تشکیل قطبهای مثبت و منفی در درون باتری ، چرا باید صبر کنیم تا تخلیه الکتریکی بین دو الکترود از طریق یک هادی بیرونی انجام شود .
در کلاس درس معلم مشغول مرور آزمایشات ولتا و چگونگی اختراع پیل الکتریکی است . یکی از دانشجویان می پرسد :
پس از تشکیل قطبهای مثبت و منفی در درون باتری ، چرا باید صبر کنیم تا تخلیه الکتریکی بین دو الکترود از طریق یک هادی بیرونی انجام شود . چرا تخلیه الکتریکی در داخل الکترولیت صورت نمی پذیرد ؟ بعبارت دیگر دلیل پایداری باتری چیست ؟ چرا باتری می تواند وجود داشته باشد !؟ معلم پاسخ را به دیگر دانشجویان وا می نهد و پاسخهای زیر ارائه می گردد :
1 – الکترولیت درون باتری هر چند موجد الکترودهای مثبت و منفی باتری است اما هادی خوبی برای عبور جریان الکتریکی نیست .
2 – این جریان در واقع بوجود می آید ، منتهی به کندی و همین پدیده سبب خالی شدن باتری می شود که به دنبال آن شارژ باتری ضرورت می یابد .
3 – در صورت وجود چنین جابجایی الکتریکی در درون باتری ، قانون مداری KCL نقض می شود . بنابراین چنین چیزی ممکن نیست .
4 – تبادل الکتریکی در مایعات همانند فلزات با انتقال تکانه الکتریکی صورت نمی پذیرد و با جابجایی واقعی بارهای الکتریکی در درون ماده الکترولیت واقع می شود که آن نیز در مقایسه با جریان الکتریکی درون فلزات بسیار کند است .

به نظر شما معلم پاسخ درست را از بین جوابهای فوق انتخاب می کند ؟ پاسخ صحیح کدام است ؟

Topic

[دانیال]

سلام بجز گزینه 3 بقیه درست بنظر میرسند

[حمید]

هيچيك از پاسخهاي ارائه شده توسط دانشجويان ، پاسخ درست مسئله نيست . به هنگام وارد نمودن يك قطعه فلزي در يك محلول الكتروليت ، تعادل الكتريكي محلول به هم خورده و پس از مدتي ، به دنبال تبادل يوني صورت گرفته بين فلز و محلول ، سيستم به تعادل الكتروشيميايي دست يافته و مبادلات الكتريكي متوقف مي شود. حين اين فرآيند ، فلز مورد بحث از محلول بار منفي دريافت كرده و نسبت به آن از پتانسيل منفي برخوردار خواهد شد . با ورود فلز دوم كه از خاصيت الكترونگاتيويته متفاوتي با قطعه فلز اول برخوردار است ، فرآيند مذكور براي فلز بعدي نيز رخ مي دهد تا سيستم دوباره به حالت تعادل برسد . در حالت تعادل دوم نيز حداكثر تبادلات الكتريكي ممكن بين الكترودها و محلول الكتروليت به وقوع مي پيوندد ، تا تعادل ثانوي حاصل شود . در اين حالت ميزان اختلاف پتانسيل هر فلز با الكتروليت ، تابع توزيع الكتريكي درون اتمي هر فلز يا الكترونگاتيويته آن خواهد بود . بنابراين دو فلز با يكديگر نيز اختلاف پتانسيل خواهند داشت ، بدين معني كه يكي منفي و ديگري منفي تر خواهد بود . در اين حالت فلز منفي را قطب مثبت و فلز منفي تر را قطب منفي باتري مي ناميم .

اما اين اختلاف پتانسيل نمي تواند محرك جريان الكتريكي درون الكتروليت باشد ، زيرا چنانكه گفتيم سيستم قبلاً به تعادل رسيده است . در واقع وقتي از ولتاژ باتري صحبت مي كنيم ، بايد متوجه باشيم كه دو الكترود درون باتري قبل از آنكه با يكديگر اختلاف پتانسيل داشته باشند با الكتروليت باتري اختلاف پتانسيل دارند . اختلاف پتانسيلي كه مانع بازگشت سيستم به وضعيت اوليه است . مثال مناسبي براي اين سيستم ، تابه فلزي موجود روي اجاق گاز است . فرض كنيد با دو فلز كه ضرايب انتقال حرارتي متفاوتي دارند ، اين تابه داغ لمس شود . پس از مدتي هريك از ميله ها با تابه اختلاف دما پيدا مي كنند . طبيعي است كه بر اثر انتقال حرارتهاي متفاوت ، انتهاي دو ميله نيز نسبت به هم اختلاف دما خواهند داشت . اما اين اختلاف دماي ثانوي نمي تواند موجد يك جريان حرارتي بين دو ميله از طريق تابه داغ شود .

[Author]

Replies