Батерията става по-лесна, когато се разрежда DigitalLifestyle
Или: колко грама електричество се побират в батерията.
Всеки, който е горд собственик на електрическо колело, сигурно вече си е задавал този въпрос и е бил придружен от неясната надежда, че по пътя към дома пистите ще бъдат по-лесни за преодоляване въпреки празната батерия.
В крайна сметка автомобилите с бензинови или дизелови двигатели наистина губят значително тегло - разликата между автомобил с празен резервоар и пълен резервоар може лесно да бъде 50 кг или повече.
И би било наистина практически въпрос, ако можете да определите нивото на батерията на мобилния телефон по теглото на смартфона в джоба ви.
Празен резервоар = празна батерия?
За съжаление не е толкова просто, защото прилагателните „пълен” и „празен” водят по напълно грешен път.
Нека първо разгледаме как протича електрохимичната реакция в батерия (или акумулаторна батерия):
С опростени термини, батерията е електрохимично съхранение на енергия и преобразувател на енергия. Химически свързаната енергия се превръща в електрическа по време на окислително-редукционна реакция.
Ето как работи батерията
Тази реакция протича в така наречената "галванична клетка". В най-простия случай това е съд с два различни електрода (например цинк и мед) и киселина като електролит (например сярна киселина):
Киселината премахва положително заредените частици (йони) както от мед, така и от цинк чрез химическа реакция. Въпреки това, цинкът отделя повече йони от медта, което означава, че цинкът има по-голям излишък от отрицателни частици, електроните. Ако свържете двата метала с тел, цинкът дава на медта излишния заряд - електричеството тече.
Електронен цикъл
Чрез свързване на електродите (наречени анод и катод) верига се затваря и електроните мигрират от анода (положителен полюс) към катода (отрицателен полюс). Масата, т.е. броят на електроните, остава същата.
Следователно би могло да се предположи, че теглото на батерията не се променя, когато се изтощи, тъй като не се губи електрон. Правилно? Неправилно!
О, Айнщайн!
Факт е, че батериите отделят енергия. Логично. В крайна сметка доставеното електричество се използва за работа с радиостанции, смартфони, преносими компютри и вече дори автомобили и цели самолети.
И сега в игра влиза физикът Алберт Айнщайн. Нека си припомним световноизвестната формула от специалната теория на относителността на Айнщайн
Д: Енергия на маса в покой
m: маса
c: скорост на светлината (299 792 458 m/s ≈ 300 000 km/s във вакуум)
Колкото по-голяма е масата на тялото, толкова по-голяма е енергията му в покой. С други думи: когато тялото загуби енергия (например излъчва електричество), масата също се губи. В техническо отношение това явление се нарича "масов дефект".
Колко тежи електричеството?
Дефектът на масата е причинен от енергията на свързване, освободена при освобождаването на електроните. Това обаче е толкова малко, че такива промени имат малък ефект в ежедневието, още по-малко могат да бъдат определени с кухненска везна:
Дори мощният автомобилен акумулатор с 12 волта/100 Ah е само с около 50 нанограма по-лек, когато е напълно празен. Между другото, 1 нанограм (ng) съответства на милиардна част от грам ... Прахолякът е много по-ефективният начин за намаляване на теглото! 🙂
И така, какво се учим от това? Батерията наистина се олеква, когато се изтощи - само разликата в теглото е толкова малка, че е практически без значение. С други думи, няма значение. 😉
Състояние на информацията: Март 2017
Важно: Моля, обърнете внимание на условията за използване и правната информация за тази публикация!