ماحولیات کی گرمی کی طرف سے مفید کام

حصہ 1. کچھ شرائط اور تعریف.

برقی طاقتور فورس (یفف) اس حصے پر موجود بیرونی افواج کے میدان میں بیرونی قوتوں کے اجزاء کی طاقت ہے جس میں موجودہ ذریعہ شامل ہے ... جلوسیک خلیوں میں خارجی طاقت الیکٹرولیٹس اور الیکٹروڈ کے درمیان حدود پر عمل کرتی ہیں. وہ دو مختلف دھاتیں کے درمیان انٹرفیس پر عمل کرتے ہیں اور ان کے درمیان رابطے کے ممکنہ فرق کی وجہ سے [5، پی. 193، 191]. تمام سرکٹ انٹرفیسوں میں ممکنہ چھلانگ کی رقم سرکٹ کے اختتام پر کنسلیکٹروں کے درمیان ممکنہ فرق کے برابر ہے، اور کنڈکٹر چین کے برقی توانائی کو بلایا جاتا ہے ... جب سرکٹ مناسب طریقے سے کھلی ہوئی ہے تو پھر پہلی قسم کے کنڈریکٹرز کو صرف پہلی اور آخری کنڈریکٹر کے درمیان ممکنہ چھلانگ کے برابر ہوتا ہے. یہ سلسلہ صفر کے برابر ہے. وولٹا کا قانون مناسب طریقے سے کھولی ہوئی سرکٹوں پر لاگو نہیں ہوتا، جس میں کم سے کم ایک الیکٹروائٹی شامل ہے ... یہ واضح ہے کہ صرف دو قسم کے کم از کم ایک کنیکٹر بھی شامل ہے، جس میں الیکٹرو کیمیکل عناصر (یا عناصر کے الیکٹرو کیمیکل زنجیروں) [1، پی. 490 - 491].

Polyelectrolytes polymers حل میں آئنوں میں dissociating کرنے کے قابل ہیں، ایک macromolecule میں ایک طویل مدتی طور پر بار بار چارجز کے ساتھ ... کراس سے منسلک polyelectrolytes (آئن ایکسچینجرز، آئن ایکسچینج رینج) تحلیل نہیں کرتے، لیکن انحصار کرنے کی صلاحیت کو برقرار رکھتے ہوئے، صرف سوگ، [6، p. 320 - 321]. منفی طور پر چارج شدہ ماکروئنوں اور ایچ + آئنوں میں الگ الگ پولیولیرویلیٹس کو polyacids کہا جاتا ہے، اور مثبت چارج شدہ میکرووں میں الگ الگ اور OH-آئنوں کو پبلک اڈوں کہا جاتا ہے.

ڈانن کی صلاحیت ممکن ہے کہ اس معاملے میں دو الیکٹروائٹس کے درمیان مرحلے کی حد پر پیدا ہونے والی مسابقتی فرق ہے جب یہ حد ہر آئنوں کے لئے نہیں بنتی ہے. بعض آئنوں کے لئے حد کی عدم استحکام کی وجہ سے ہوسکتا ہے، مثال کے طور پر، بہت تنگ پوروں کے ساتھ جھلی کی موجودگی میں جو کچھ مخصوص سائز سے کہیں زیادہ ذرات کے لئے ناقص قابل ہے. انٹرفیس کی حد کا انتخابی پارلیمنٹ بھی پیدا ہوتا ہے اگر کچھ آئنوں کو اس مرحلے میں سے ایک میں بہت مضبوطی سے پابند ہے تو وہ اسے بالکل نہیں چھوڑ سکتے. یہ ایک آلوجینٹ یا آئن ایکسچینج گروپس جو ایک آلوکولر لٹکی یا میٹرکس میں ہموپولر بانڈز کی طرف سے مقرر آئن ایکسچینج ریزوں میں چلتا ہے. ایک میٹر کے اندر اس طرح کے ایک میٹرکس فارم کے اندر ایک حل؛ اس کے باہر حل دوسرا ہے [7، پی. 77].

ایک ڈبل برقی پرت (DES) دو مخالف ذخیرہ شدہ پرتوں کی ایک سیٹ ہے، جس میں ایک دوسرے سے مخصوص فاصلے پر واقع، مرحلے کے انٹرفیس میں [7، پی. 96].

Peltier اثر دو مختلف conductors کے رابطے میں گرمی کی رہائی یا جذب ہے، رابطے کے ذریعے بہاؤ برقی موجودہ کی سمت پر منحصر ہے [2، p. 552].

حصہ 2. پانی کی الیکٹروائیسیس میں ماحول کی گرمی کا استعمال کرتے ہوئے.

ہمیں ایک الیکٹرو کیمیکل عنصر (عنصر کے بعد) کے سلسلے میں ظہور کی میکانی نظام پر غور کرنے دو، اسکائیڈ میں تخنیک طور پر دکھایا گیا. 1، اندرونی رابطے کے ممکنہ فرق (سی آر پی) اور ڈننن اثر (ڈانن اثر کے جوہر کا ایک مختصر بیان، اندرونی آئی ایف اور پٹیریر کے منسلک گرمی مضمون کے تیسرے حصہ میں دیا گیا ہے) کے اضافی اضافی اخراجات.

انگلی 1. ریاضی طور پر الیکٹرو کیمیکل عنصر کی نمائندگی کی گئی: 1 - کیتھڈو، حل 3 کے ساتھ رابطے، الیکٹروائٹ کی cations کو کم کرنے کے الیکٹرو کیمیکل ردعمل کو اس کی سطح پر آگے بڑھاتا ہے، یہ کیمیکل طور پر خرابی سے نکالا جاتا ہے. کیتھوڈ کا حصہ جو اسے بیرونی وولٹیج ذریعہ سے جوڑتا ہے اس کا دھواں ہے؛ 2-انوڈ، رابطے کے حل 4، الیکٹرویٹ کے آئنوں کے الیکٹرو کیمیکل آکسائڈریشن ردعمل اس کی سطح پر آگے بڑھتی ہے، یہ کیمیکل طور پر انبار سے بھرا ہوا ڈومڈ پی سیمیڈکٹر کا بنا ہوا ہے. بیرونی وولٹیج ذریعہ سے منسلک انوڈ کا ایک حصہ دھواں ہے؛ 3 - کیتھڈرو کی جگہ، پانی میں منفی طور پر چارج شدہ میکرو آئنوں کو الگ الگ کرنے کے لئے کیتھولرولیٹ حل R- اور مثبت طور پر الزام لگایا گیا ہے کہ چھوٹے مخالفین K + (مثال کے طور پر سمجھا جاتا ہے، یہ ہائڈروجن آئنوں ایچ + ) ہیں؛ 4 - انوڈ اسپیس، پانی میں پانی میں الگ الگ پولیوٹررولیٹ کا حل R + اور منفی طور پر چھوٹے مخالفین پر الزام لگایا گیا ہے- (مثال کے طور پر یہ یہ ہائڈروکسائڈ آئنوں OH- ) ہے؛ 5 جھلی (ڈایافرام)، پولیولیٹرائٹس کے مکروکولوں (میکروئن) کے قابل، لیکن K + ، A- اور پانی کے انووں کے چھوٹے مخالفوں کے لئے مکمل طور پر پردے، خالی جگہوں 3 اور 4؛ یشنش کشیدگی کا ایک بیرونی ذریعہ ہے.

ایڈ. ڈانن اثر سے

وضاحت کے لئے، ایک polyacid ( R-H + ) کی ایک جامد حل کوتھڈ اسپیس (3، تصویر 1) کے الیکٹروائٹی کے طور پر منتخب کیا گیا تھا، اور پالئیےسٹر ( R + OH- ) کا ایک مرکب حل (Anodic space) کے الیکٹرویٹ کے طور پر استعمال کیا جاتا تھا (4، تصویر. polyacid کے انضمام کے نتیجے میں، کیتھڈو کی جگہ کے قریب، کیتھڈ اسپیس میں (1، تصویر 1)، H + آئنوں کی ایک بڑھتی ہوئی حراستی ہے. کیتھڈو کی سطح کے فوری علاقے میں پیدا ہونے والی مثبت چارج منفی طور پر چارج شدہ ماکروں کے لئے معاوضہ نہیں دی جاتی ہے، وہ اپنے سائز اور مثبت طور پر چارج کردہ آئینی ماحول کی موجودگی کی وجہ سے کیتھڈو کی سطح کے قریب نہیں آسکتے ہیں (مزید تفصیلات کے لئے، آرٹیکل کے تیسرے حصہ کے ضمیمہ 1 میں ڈانن اثر کی وضاحت دیکھیں). اس طرح، حل کی حد پرت، جو کیتھڈ کی سطح سے براہ راست رابطے میں ہے، ایک مثبت چارج ہے. الیکٹروٹیٹیٹٹ انضمام کے نتیجے کے طور پر، برقی موشن کا منفی چارج حل حل کرنے کیتھڈو کی سطح پر ظاہر ہوتا ہے. I کیتھڈڈ اور حل کی سطح کے درمیان انٹرفیس میں، ایک ڈیز ہے. اس ڈی ڈی پی کا میدان الیکٹرانکس کوتھاتھ سے حل میں دھکا دیتا ہے.

اسی طرح، انوڈ (2، نمبر 1) میں، انوڈ اسپیس (4، تصویر 1) میں حل کی حد پرت، جو اینوڈ کی سطح سے براہ راست رابطے میں ہے منفی چارج ہے، اور حل کے سلسلے میں انوڈ کی سطح پر ایک مثبت چارج ظاہر ہوتا ہے. I انوڈ اور حل کی سطح کے درمیان انٹرفیس میں، ایک ڈیز بھی ہے. اس ڈیس کا میدان الیکٹرانکس کو حل سے نکال رہا ہے - انوڈ میں.

اس طرح، حل آئنوں کے تھرمل پھیلے کی حمایت سے کیتھڈ کے انٹرفیس اور انوڈ کے انٹرفیس میں DES شعبیں، بیرونی ذریعہ کے ساتھ کنسرٹ میں کام کرنے والے دو داخلی ذرائع ہیں. گھومنے والی انسداد گھڑی میں منفی چارجز کو دھکا.

ایک polyacid اور ایک پیلی بیس کی الگ الگ کاریشن کیتھڈ اسپیس سے ہیڈیو اسپیس سے ایچ + آئنوں کی جھلی (5، نمبر 1)، اور کیتھڈ اسپیس پر اے این آئنز کے ذریعہ تھرمل پھیلاؤ کا سبب بنتا ہے. R + اور R- polyelectrolytes کے میکروئن جھلی کے ذریعے منتقل نہیں کر سکتے ہیں، اس وجہ سے، کیتھڈ اسپیس کی طرف سے، ایک زیادہ سے زیادہ منفی چارج اور ایکوڈ اسپیس کی طرف سے - ایک اضافی مثبت چارج، یعنی. ڈانن اثر کی وجہ سے ایک اور ڈی پی پی ہے. اس طرح، ایک اندرونی EMF جھلی پر ظاہر ہوتا ہے، بیرونی ذریعہ کے ساتھ کنسرٹ میں کام کرتا ہے اور حل آئنوں کے تھرمل پھیلے کی طرف سے برقرار رکھا جاتا ہے.

ہمارے مثال میں، جھلی بھر میں وولٹیج 0.83 وولٹ تک پہنچ سکتی ہے، کیونکہ یہ معیاری ہائڈروجن الیکٹروڈ کی صلاحیت سے -0.83 سے 0 وولٹ تک کیتھڈ اسپیس کے امیڈ وسطی کے لئے انوڈ اسپیس کے الکلین وسطی سے منتقلی پر تبدیل ہوتا ہے. تفصیلات کے لئے، مضمون کے تیسرے حصہ کے ضمنیہ 1 دیکھیں.

ایڈ. اندرونی آئی ایف سے

ای میل کے عنصر میں. دوسرے چیزوں کے درمیان، انوڈ سیمکولیڈرز اور کیتھڈو کے درمیان رابطے کے نقطہ نظر میں، اپنے وولٹیج حصوں کے ساتھ بیرونی وولٹیج ذریعہ سے منسلک کرنے کی خدمت کرتا ہے. یہ ای میل اندرونی آئی ایف کی وجہ سے ہے. اندرونی آئی ایف، بیرونی سطح کے برعکس نہیں، رابطے کے کنیکٹر کے ارد گرد کی جگہ میں ایک میدان، یعنی. conductors کے باہر چارج شدہ ذرات کی تحریک کو متاثر نہیں کرتا. این سیمی کنڈکٹر / دھاتی / پی سیمی کنڈکٹر کی ساخت اچھی طرح سے جانا جاتا ہے اور استعمال کیا جاتا ہے، مثال کے طور پر، thermoelectric Peltier ماڈیولز میں. ای میل کی قیمت کمرے کے درجہ حرارت پر اس طرح کی تعمیر 0.4-0.6 وولٹ کے آرڈر کی قدر تک پہنچ سکتی ہے [5، پی. 459؛ 2، پی. 552]. رابطے کے شعبوں کو اس طرح ہدایت کی جاتی ہے کہ وہ سرکٹ میں گھڑی کے بجائے الیکٹرانکس کو دھکا دیں. ایک بیرونی ذریعہ کے ساتھ کنسرٹ میں کام کریں. اس صورت میں، الیکٹرویں درمیانے درجے سے پگھلیئر گرمی کو جذب کرنے میں اپنی توانائی کی سطح میں اضافہ کرتی ہیں.

اندرونی آئی ایف، جو الیکٹروڈ اور حل کے درمیان رابطے کے نقطہ نظر پر برقیوں کے پھیلاؤ سے پیدا ہوتا ہے، اس کے برعکس، الیکٹرانک گھڑیوں کو گھڑیوں میں گھڑی دیتا ہے. I جب الیکٹرانک گھڑی گھومنے والی سمت میں عنصر میں منتقل ہوتے ہیں، تو ان رابطوں میں پٹیریر گرمی کو جاری کیا جاسکتا ہے. لیکن بعد میں کیتھڈ کو حل اور حل سے حل کرنے کے لئے الیکٹرانکس کی منتقلی ضروری ہے کہ ہائڈروجن اور آکسیجن کے قیام کے اختتاممکمل ردعمل کے ساتھ، پھر Peltier گرمی درمیانے درجے میں جاری نہیں رہتی، لیکن endothermic اثر کو کم کر دیتا ہے. جیسا کہ یہ ہڈیجنجن اور آکسیجن کی تشکیل کے enthalpy میں "ڈبے بند" تھے. مزید تفصیلات کے لئے آرٹیکل کے تیسرے حصہ کے ضمیمہ 2 دیکھیں.

موجودہ (برقیوں اور آئنوں) کی حامیوں عنصر کے کھنگالے میں نہیں جاتے جن کے ساتھ بند نہیں ہوتے ہیں، بند کنور کے ساتھ عنصر میں کوئی چارج نہیں. حل سے انوڈ کی طرف سے تیار ہر الیکٹرون (آکسیجن انووں کے لئے آئن آئنوں کے آکسائڈریشن کے دوران) اور کیتھڈ کو بیرونی سرکٹ سے گزرتا ہے، ہڈروجن انوولس (ایچ + آئنوں کی کمی کے دوران) کے ساتھ مل کر الگ ہوجاتا ہے. اسی طرح، H + اور OH-ions ایک بند لوپ میں منتقل نہیں ہوتے ہیں، لیکن صرف متعلقہ الیکٹروڈ تک، اور پھر ہائڈروجن اور آکسیجن کے انووں کی شکل میں الگ الگ. I اور آئنوں اور برقیوں، اپنے ماحول میں ہر ایک ڈیس کے تیز رفتار شعبوں اور راستے کے آخر میں منتقل کرتے ہیں، جب وہ الیکٹروڈ کی سطح پر پہنچ جاتے ہیں، تو وہ انوائس میں متحد ہوتے ہیں، جو تمام ذخیرہ شدہ توانائی کو کیمیکل تعلقات میں تبدیل کرتی ہیں اور سرکٹ سے نکل جاتے ہیں.

تمام ایم ایف کے اندرونی ذرائع کو سمجھا جاتا ہے. عنصر، پانی کے electrolysis کے لئے ایک بیرونی ذریعہ کی لاگت کو کم. اس طرح، ماحول کی گرمی، جوہری ڈی پی ایس کو برقرار رکھنے کے لئے اس کے کام کے دوران عنصر سے جذب کیا جاتا ہے، بیرونی ذریعہ، اخراجات کو کم کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے. electrolysis کی کارکردگی میں اضافہ.

بیرونی ذریعہ بغیر پانی کی الیکٹروائسیس.

تصویر میں دکھایا گیا عنصر میں ہونے والے عمل پر غور کرتے وقت. 1، خارجی ذریعہ کے پیرامیٹرز کو حساب نہیں دیا گیا تھا. اپنے اندرونی مزاحمت آر این کے برابر ہو، اور وولٹیج Einesh = 0. I. عنصر کے الیکٹروڈ ایک غیر معمولی بوجھ کو بند کردیئے جاتے ہیں (شکل 5). اس صورت میں، ایل ای کے شعبوں کے ہدایات اور اقدار جو عنصر کے مراحل کے درمیان انٹرفیس میں پیدا ہوتے ہیں اسی میں رہیں گے.

انگلی 5. ینشش کے بجائے (شناخت 1)، غیر فعال لوڈ آر این کو تبدیل کر دیا گیا ہے.

ہم اس طرح کے عنصر میں موجودہ کے غیر معمولی بہاؤ کے لئے حالات کا تعین کرتے ہیں. مضمون کے تیسرے حصہ کے ضمیمہ 1 کے فارمولہ (1) کے مطابق، گبس کی صلاحیت میں تبدیلی:

Δ جی rep = (ΔH obre - П ) + Q обр

اگر П > Δ H обр + Q обр = 284،5 - 47،2 = 237،3 (کیج / mol) = 1،23 (ای وی / انوکل)،

پھر Δ جی obre <0 اور ایک غیر معمولی عمل ممکن ہے.

ہم عنصر میں مزید یہ کہیں گے کہ ہائڈروجن کا قیام ایک ایسڈ درمیانے درجے (الیکٹروڈ صلاحیت 0 وی) میں ہوتا ہے، اور آکسیجن میں ایک الکینین (الیکٹروڈ صلاحیت 0.4 وولٹ) ہوتا ہے. اس طرح کے الیکٹروڈ صلاحیتوں کو جھلی (5، 5، 5) کی طرف سے فراہم کی جاتی ہے، جس میں وولٹیج ہے جس پر یہ 0.83 واٹ ہونا چاہئے. I ہائیڈروجن اور آکسیجن کی تشکیل کے لئے ضروری توانائی 0.83 (ای وی / انوکل) کی طرف سے کم ہو جائے گا. اس کے بعد ایک غیر معمولی عمل کے امکان کی حالت ہو گی:

پی > 1.23 - 0.83 = 0.4 (ای وی / انوول) = 77.2 (کیج / mol) (2)

ہم یہ سمجھتے ہیں کہ ہائڈروجن اور آکسیجن انوولوں کے قیام کے لئے توانائی کی رکاوٹ بیرونی وولٹیج ذریعہ استعمال کرنے کے بغیر قابو پانے کے قابل ہوسکتی ہے. I پہلے ہی پی = 0.4 (ای وی / انوکل) میں، یعنی 0.4 وولٹ الیکٹروڈ کے اندرونی طور پر، عنصر متحرک مساوات کی حالت میں ہوگا، اور اس مساوات کے حالات میں کوئی بھی (بھی چھوٹا) تبدیل ہوجائے گی.

الیکٹروڈ میں ردعمل کے راستے میں ایک اور رکاوٹ چالو توانائی ہے، لیکن یہ سرنگ کے اثر سے ختم ہوتا ہے ، جس میں الیکٹروڈ اور حل کے درمیان چھوٹے فرق کی وجہ سے ہوتا ہے [7، پی. 147-149].

اس طرح، توانائی کے خیالات سے شروع ہونے والی، ہم یہ سمجھتے ہیں کہ تصویر میں دکھایا عنصر میں غیر معمولی موجودہ. 5، ممکن ہے. لیکن کیا جسمانی وجوہات یہ موجودہ سبب بن سکتی ہیں؟ مندرجہ ذیل وجوہات درج ذیل ہیں:

1. کیتھڈو سے حل کرنے کے لئے الیکٹرانکس کی منتقلی کا امکان انوڈ سے حل کرنے کے امکانات سے زیادہ ہے، کیونکہ کیتھڈو ن - سیمی کنڈکٹر میں بہت زیادہ مفت الیکٹرانکس ہیں جو اعلی توانائی کی سطح کے ساتھ ہیں، اور انوڈ کے پی - سیمی کنڈکٹر صرف ایک "سوراخ" ہے، اور یہ "سوراخ" کیتھڈو برقیوں کی سطح سے نیچے توانائی کی سطح پر ہیں؛

2. جھلی کیتھڈ اسپیس میں ایک ایسڈ میڈیم رکھتا ہے، اور انوڈ چیمبر میں ایک الکولین ذریعہ ہے. انتباہ الیکٹروڈ کے معاملے میں، یہ حقیقت یہ ہے کہ کیتھڈو کو ایکوڈ سے زیادہ الیکٹروڈ کی صلاحیت کا حصول حاصل ہوتا ہے. اس کے نتیجے میں، الیکٹرانوں کو کیڈڈو سے انوڈ سے بیرونی سرکٹ کے ساتھ منتقل کرنا ضروری ہے؛

3. دانن اثر سے پیدا ہونے والی پولیو الیکٹررویلیٹس کے حل کی سطح سرحدوں پر ایک الیکٹروڈ / حل کے ذریعہ بناتا ہے، جیسے کیتھڈو میں فیلڈ کیتھڈو سے الیکٹروز کو حل میں سہولت فراہم ہوتی ہے، اور انوڈ میں فیلڈ انوڈ کے حل سے برقیوں کا داخلہ ہے؛

4. الیکٹروڈ پر براہ راست اور ریورس ردعمل کا مساوات (تبادلے کے واجبات) کو اینڈیو میں کیتھڈو اور آکس آئنشن کے آکسائڈریشن میں ایچ + آئنوں کی کمی کے براہ راست ردعمل کی طرف منتقل کیا جاتا ہے، کیونکہ وہ گیسوں (H2 اور O2) کے قیام کے ساتھ ہیں، جو ردعمل زون (Le Chatelier Principle) کو آسانی سے چھوڑ سکتے ہیں.

تجربات.

ڈانن اثر سے ایک بوجھ پر کشیدگی کو کم کرنے کے لئے، ایک تجربے کا مظاہرہ کیا گیا تھا جس میں عنصر کی کیتھڈ بیرونی کارکن گریفائٹ الیکٹروڈ کے ساتھ فعال کاربن میں شامل تھی، اور اینٹیڈ فعال کاربن اور آئنائٹائٹ AB-17-8 کے بیرونی بیرونی گریفائٹ الیکٹروڈ کے ساتھ بنایا گیا تھا. الیکٹروائیو NaOH کا ایک جامد حل ہے، اسوڈک اور کیتھڈک خالی جگہیں مصنوعی محسوس سے الگ ہوتی ہیں. اس عنصر کے کھلے بیرونی الیکٹروڈ میں، تقریبا 50 میگاواٹ کا ایک وولٹیج تھا. 10 اوم میٹر کے بیرونی لوڈ عنصر سے منسلک جب، تقریبا 500 μA موجودہ مقرر کیا گیا تھا. 20 سے 30 ڈگری سینٹی میٹر کے درجہ حرارت میں اضافہ کے ساتھ، بیرونی الیکٹروڈ میں وولٹیج 54 میگاواٹ تک پہنچ گئی. بڑھتی ہوئی وسیع درجہ حرارت کے ساتھ وولٹیج میں اضافہ کی تصدیق کرتا ہے کہ یفف کا ذریعہ. کیا ہوا ہے، یعنی ذرات کی حرارتی تحریک.

اندرونی دھات / سیمک کنڈیٹر PKR سے ایک بوجھ پر کشیدگی کا اندازہ کرنے کے لئے ایک تجربہ کیا گیا تھا جس میں عنصر کا کیتھڈ بیرونی مصنوعی گریفائٹ الیکٹروڈ کے ساتھ مصنوعی گریفائٹ پاؤڈر اور بورڈ کاربائڈ پاؤڈر (B4C، پی - سیمکولیڈور) سے بیرونی گریفائٹ الیکٹروڈ کے ساتھ بنایا گیا تھا. الیکٹروائیو NaOH کا ایک جامد حل ہے، اسوڈک اور کیتھڈک خالی جگہیں مصنوعی محسوس سے الگ ہوتی ہیں. اس عنصر کے کھلے بیرونی الیکٹروڈ میں، تقریبا 150 میگاواٹ کا ایک وولٹیج تھا. 50 کلو میٹر کے بیرونی بوجھ عنصر سے منسلک ہونے پر، وولٹیج 35 میگاواٹ تک گر گیا. اس طرح کے ایک مضبوط وولٹیج کی کمی بورون کاربائڈ کی کم اندرونی چالکتا کی وجہ سے ہے، اور اس کے نتیجے میں، عنصر کے اعلی اندرونی مزاحمت. اس تعمیر کے عنصر کے لئے وولٹیج بمباری کے درجہ حرارت کی تحقیقات نہیں کی گئی. یہ حقیقت یہ ہے کہ، ایک سیمی کنڈکٹر کے لئے، اس کے کیمیائی مرکب پر منحصر ہے، ڈوپنگ اور دیگر خصوصیات کی درجہ بندی، مختلف طریقوں میں درجہ حرارت کی تبدیلی اس کے فرمی سطح پر اثر انداز کر سکتی ہے. I ای میل پر درجہ حرارت کا اثر عنصر (اضافہ یا کمی)، اس صورت میں، استعمال کیا جاتا مواد پر منحصر ہے، لہذا یہ تجربہ اشارہ نہیں ہے.

اس مرحلے پر یہ ایک اور تجربہ سیل کیتھوڈ بیرونی سٹینلیس سٹیل الیکٹروڈ اور سے بیرونی الیکٹروڈ کو چالو کاربن پاؤڈر اور anion رال AB-17-8 کا ایک مرکب سے anode کے ساتھ چالو کاربن پاؤڈر اور KU-2-8 کا ایک مرکب سے بنا ہے جس میں جاری سٹینلیس سٹیل. الیکٹرولائٹ - NaCl پر کے پانی حل، anode اور کیتھوڈ خالی جگہ ایک مصنوعی کی طرف سے الگ کر رہے ہیں محسوس کیا. اکتوبر 2011 کے ساتھ اس عنصر کی بیرونی الیکٹروڈ شارٹ سرکٹ غیر فعال ammeter کرنے کے قابل ہیں. ایک ammeter، باری کے بعد کے بارے میں ایک دن، 1 ایم اے کی کمی ہوئی جس سے ظاہر ہوتا کرنٹ - 100 MKA تک (الیکٹروڈ کی پولرائزیشن کی وجہ سے بظاہر ہے)، اور ایک سال سے بھی زیادہ تو تبدیل نہیں ہوتا تھا.

زیادہ مؤثر مواد ناقابل رسائی حاصل نتائج نظریاتی طور پر ممکن مقابلے میں کافی کم کے سلسلہ میں اوپر بیان عملی تجربات میں. اس کے علاوہ، اس بات سے آگاہ مجموعی داخلی EMF کے اس حصہ ہو عنصر ہمیشہ الیکٹروڈ ردعمل (ہائیڈروجن اور آکسیجن کی پیداوار) کو برقرار رکھنے کے لئے فنا اور بیرونی سرکٹ میں ناپا نہیں جا سکتا.

اختتامیہ.

میزانی، ہم نے ایک "ہیٹر" ماحول کے طور پر استعمال کر رہے ہیں اور ایک "فرج" ہونے کے نہیں جبکہ کہ فطرت نے ہمیں مفید توانائی یا کام میں تھرمل توانائی میں تبدیل کرنے کی اجازت دیتا ہے یہ نتیجہ اخذ کر سکتے ہیں. لہذا Donnan اثر اور داخلی میں چارج ذرات کی تبدیل تھرمل توانائی IF برقی میدان توانائی endothermic رد عمل گرمی کے طور پر DEL کیمیائی توانائی میں تبدیل کیا جاتا ہے.

سمجھا کانٹیکٹ عنصر درمیانے اور پانی سے گرمی کا استعمال کرتی ہے، اور بجلی، ہائیڈروجن اور آکسیجن مختص! اس کے علاوہ، توانائی کی کھپت کے عمل اور ایندھن کے طور پر ہائیڈروجن کے استعمال، اور پانی کی گرمی درمیانے درجے کے پاس واپس لوٹتا ہے!

انیکس کے حصہ 3.

یہ حصہ اس کے علاوہ، Donnan توازن اثر بحث کی جاتی ہے عنصر میں رادون رد عمل اور الیکٹروڈ امکانات پر اندرونی HPDC دھات / سیمیکمڈکٹر اور PELTIER گرمی کے سنگم پر.

Donnan ممکنہ (ضمیمہ №1)

polyelectrolyte لئے Donnan صلاحیت کی موجودگی کے طریقہ کار پر غور کریں. ویوجن polyelectrolyte counterions حجم macromolecule طرف سے قبضہ چھوڑ بازی کی طرف سے، اس کے چھوٹے کے لئے شروع کرنے کے بعد. حل کے باقی کے مقابلے میں سالوینٹس میں چھوٹے حجم polyelectrolyte بڑے انووں کے counterions کی دشاتمک بازی macromolecule کے بلک میں اضافہ حراستی کی وجہ سے ہے. اس کے علاوہ، اگر، مثال کے طور پر چھوٹے counterions منفی چارج کر رہے ہیں، اس میں macromolecule کے اندرونی حصہ کو مثبت چارج کر رہے ہیں کہ نتائج، اور حل macromolecule کے حجم کو فوری طور پر ملحقہ ہے - منفی. یعنی منفی چارج - ایک مثبت چارج macroion حجم کے ارد گرد، چھوٹے انسداد آئنوں کی "آئن ماحول" کی ایک قسم ہے. برطرفی کے ionic ماحول انچارج ترقی اس وقت ہوتی ہے جب electrostatic میدان آئن حجم macroion ماحول اور بیلنس چھوٹے counterions کے تھرمل بازی کے درمیان. ماحول اور ionic macroions درمیان نتیجے توازن ممکنہ فرق Donnan صلاحیت ہے. Donnan ممکنہ طور پر بھی کہا جاتا ہے ، جھلی ممکنہ کیونکہ قابل اور خالص سالوینٹس کے therethrough گزر کے قابل نہیں - اسی طرح کی صورتحال یہ دو قسم کے آئنوں ہے جس الیکٹرولائٹ حل جدا جب، مثال کے طور پر، ایک نیم بھیدی جھلی پر پایا جاتا ہے.

Donnan ممکنہ بازی کی صلاحیت کا ایک محدود کرنے کا کیس، آئنوں میں سے ایک کی نقل و حرکت (اس کیس macroion میں) صفر ہے جب کے طور پر سمجھا جا سکتا ہے. اس کے بعد، [1، ص کے مطابق. 535]، ایک کو انسداد برابر کا چارج لینے:

E D = (RT / F) LN ( A1 / A2)، جہاں

ایڈ - Donnan ممکنہ؛

R - عالمگیر گیس مسلسل؛

T - thermodynamic درجہ حرارت؛

F - فیراڈے مسلسل؛

A1، A2 - رابطہ مراحل میں جوابی سرگرمی.

اس رکن جس جھلی جدا poliosnovaniya حل (پییچ = LG ایک 1 = 14) اور polyacid میں (پییچ = LG ایک 2 = 0) کمرے کے درجہ حرارت جھلی بھر Donnan ممکنہ (T = 300 0 K) ہو جائے گا:

E D = (RT / F) (LG ایک 1 - LG ایک 2) LN (10) = (8،3 * 300/96500 ) * (14 - 0) * LN (10) = 0.83 وولٹ

درجہ حرارت پر براہ راست تناسب میں Donnan ممکنہ اضافہ. electrochemical کی سیل PELTIER گرمی کی بازی کے لئے مفید کام کی پیداوار کے لئے واحد ذریعہ ہے، یہ ایسے عناصر EMF کہ حیرت انگیز نہیں ہے درجہ حرارت میں اضافہ کے ساتھ بڑھاتا ہے. کام کی پیداوار کے لئے بازی سیل میں، PELTIER گرمی ہمیشہ ماحول سے لیا جاتا ہے. EDL کے ذریعے موجودہ بہاؤ DES کے میدان میں مثبت سمت کے موقع پر ایک سمت میں Donnan اثر تشکیل دی جب (یعنی، DES کے میدان مثبت کام انجام دیتا ہے جب)، حرارت اس کاغذ کی پیداوار کے لئے ماحول سے جذب کیا جاتا ہے.

لیکن بازی عنصر بالآخر جس، لیک quasistatic داراوں آئن حراستی کی ایک معاملے میں، ایک بار ایک مخصوص قیمت تک پہنچ توازن Donnan، کے برعکس، حراستی کے برابر کی طرف جاتا ہے اور بازی ہدایت روکنے جس آئن حراستی، میں ایک مسلسل اور یو nidirectional تبدیلی ہے، کوئی تبدیلی نہیں رہتا .

انجیر. 2 ہائیڈروجن اور حل کی تیزابیت کو تبدیل کرنے جب آکسیجن کے رد عمل کی رادون امکانات کی ایک تصویر سے ظاہر ہوتا ہے. چارٹ ظاہر کرتا ہے کہ OH- آئنوں کی عدم موجودگی میں آکسیجن کی تشکیل ردعمل (ایک املیی ماحول میں 1.23 وولٹ) کے الیکٹروڈ ممکنہ اعلی حراستی 0.83 وولٹ پر (ایک alkaline میڈیم میں 0.4 وولٹ) میں ایک ہی ممکنہ سے مختلف ہے. اسی طرح، H + کی عدم موجودگی (alkaline میڈیم میں -0،83 وولٹ) میں ہائیڈروجن پید ردعمل کا الیکٹروڈ ممکنہ بھی 0.83 وولٹ [4 میں، اعلی حراستی (0 ایک ایسڈ درمیانے درجے میں V) میں ایک ہی ممکنہ سے مختلف ہے. 66-67]. یعنی واضح ہے کہ 0.83 وولٹ کے متعلقہ آئنوں میں پانی کے ایک اعلی حراستی حاصل کرنے کے لئے کی ضرورت ہے. اس کا مطلب یہ ہے کہ 0.83 وولٹ میں H + اور OH- آئنوں پانی کے انووں کی غیر جانبدار ویوجن کے ایک بڑے پیمانے پر کے لئے کی ضرورت ہے. اس طرح، جھلی ہماری عنصر کیتھوڈ خلا املیی درمیانے درجے میں اور ایک alkaline anodic میں حمایت کی ہے تو، وولٹیج اس سے قبل پیش کی نظریاتی حساب کے ساتھ اچھے معاہدے میں ہے جس سے اس DEL 0.83 وولٹ، تک پہنچ سکتے ہیں. یہ وولٹیج اس کے اندر اندر آئنوں کی اعلی چالکتا کی جگہ پانی ویوجن طرف DES جھلی فراہم کرتا ہے.

انجیر. 2. ڈایا گرام رادون ردعمل امکانات

پانی کی سڑن، اور H آئنوں اور OH- ہائیڈروجن اور آکسیجن میں.

اگر اور PELTIER گرمی (ضمیمہ №2)

"PELTIER اثر کی وجہ ایک اور الیکٹران میں سے ایک کے موصل سے چارج کیریئرز (definiteness ئلیکٹرانوں کے لئے) مختلف کے مختلف موصل میں برقی چالکتا میں ملوث ... منتقلی میں کی اوسط توانائی یا اضافی پاور گرڈ منتقل یا اس کی قیمت پر توانائی کی کمی کو بڑھانے کرتا ہے (موجودہ سمت پر منحصر ہے).

انجیر. رابطہ کی دھات اور سیمیکمڈکٹر N- پر PELTIER اثر 3.: ԐF - فرمی سطح؛ ԐC - سیمی کنڈکٹر کی ترسیل کے بینڈ کے سب سے نیچے؛ ԐV - ظرف بینڈ؛ I - موجودہ کے مثبت سمت؛ تیر کے ساتھ حلقوں Schematically، لیبل الیکٹرانوں دکھایا گیا.

رابطے کے نزدیک پہلی صورت میں جاری کی گئی ہے، اور دوسرا - نام نہاد جذب .. PELTIER گرمی. مثال کے طور پر، رابطہ سیمیکمڈکٹر پر - دھات (چترا 3) دھاتی (بائیں رابطے) کو N- قسم سیمی کنڈکٹر سے گزر کہ الیکٹرون کی توانائی فرمی توانائی ԐF مقابلے میں نمایاں طور پر زیادہ ہے. لہذا، وہ دھات میں تھرمل توازن کی خلاف ورزی کر رہے ہیں. توازن، collisions کے نتیجے کے طور پر بحال کیا جاتا ہے جس میں الیکٹرانوں thermalized، اضافی توانائی کے کرسٹل دے. گرڈ. دھات میں کہ الیکٹران گیس ٹھنڈا اتنی سیمیکمڈکٹر دھات (دائیں ٹچ)، صرف سب سے زیادہ ؤرجاوان الیکٹران گزر کر سکتے ہیں. دولن توانائی بسم جعلی کی توازن کی تقسیم "[2، ص کی بحالی پر. 552].

رابطہ کرنے کے لئے دھاتی / P-سیمیکمڈکٹر صورت حال اسی طرح ہے. کیونکہ P-چالکتا سیمیکمڈکٹر سوراخ فرمی سطح سے نیچے ہے کہ اس کے ظرف بینڈ ہے، تو کانٹیکٹ ٹھنڈا کیا جائے گا، جس میں الیکٹرانوں دھاتی کے لیے P-سیمی کنڈکٹر سے بہہ. PELTIER گرمی جاری کی ہے یا منفی یا اندرونی IF کے مثبت کی پیداوار کی وجہ سے، دو conductors کے رابطہ کی طرف سے جذب.

جس پر PELTIER گرمی تین ہلاک، ایک بجلی سیل، مثال کے طور پر، پانی NaOH کے حل (چترا 4) اور دھاتی سیمی کنڈکٹر اور یہ کیمیائی اکری ہو ن دو بائیں رابطے کی خلیج کو (تصویر 3)، میں بھی شامل تھے.

انجیر. 4. بائیں کانٹیکٹ N-سیمی کنڈکٹر اور دھاتی کھلا اور الیکٹرولائٹ حل کے خلاء میں رکھا ہے. مراتب انجیر میں کے طور پر ایک ہی ہیں. 3.

، کیونکہ موجودہ بہاؤ جب «میں»، اعلی توانائی میں ن الیکٹرانوں کی سیمی کنڈکٹر دھات میں حل سے باہر آنے کے مقابلے حل پہنچتے، اس اضافی توانائی (PELTIER کی گرمی) سیل میں کھڑا کرنا ضروری ہے.

سیل کے ذریعے موجودہ لیک اس میں electrochemical کی رد عمل کے صرف ایک صورت ہو سکتی ہے. سیل میں exothermic رد عمل تو، PELTIER گرمی، سیل میں جاری کی گئی ہے کے طور پر زیادہ وہ کہیں نہیں جانا ہے. سیل میں ردعمل تو - endothermic، PELTIER گرمی endothermic اثر کی تلافی کے لئے مکمل طور پر یا جزوی طور پر ہے، یعنی، ایک رد عمل کی مصنوعات بنانے کے لئے. اس مثال میں، کل سیل ردعمل: 2H2O 2H2 → ↑ + O2 ↑ - endothermic، گرمی (توانائی) PELTIER کی انو بنانے کے لئے ہے اور H2 O2، الیکٹروڈ پر بنائے گئے ہیں تاکہ. اس طرح، ہم حاصل دائیں ن رابطہ سیمی کنڈکٹر / دھات میں درمیانے درجے میں منتخب PELTIER کی گرمی کے ماحول میں واپس جاری نہیں کیا جاتا ہے کہ، اور ہائیڈروجن اور آکسیجن انو کی کیمیائی توانائی کی شکل میں محفوظ کیا جاتا ہے. ظاہر ہے، بیرونی وولٹیج سورس کے آپریشن کے پانی کا electrolysis کے لئے، اس کیس میں ایک جیسی الیکٹروڈ کی صورت میں سے چھوٹا ہو جائے گا، PELTIER اثر کی کوئی موجودگی باعث بسم ہے ..

قطع نظر الیکٹروڈ کی خصوصیات، بجلی سیل خود جذب یا جب PELTIER موجودہ (مذہب) سے گزر رہا ہے گرمی پیدا کر سکتے ہیں. ارد جامد حالات، گبز خلیات [4 کے ممکنہ تبدیلی، ص 60]

Δ G = Δ H - T Δ S، جہاں

Δ H - سیل کے enthalpy کے تبدیلی؛

T - thermodynamic درجہ حرارت؛

Δ S - سیل کی درمائلت میں تبدیلی؛

Q = - T Δ S - PELTIER سیل کی گرمی.

284.5 (KJ / MOL) [8، ص - T = 298 (K)، enthalpy کے ΔHpr = میں تبدیلی پر ایک ہائیڈروجن آکسیجن electrochemical کی سیل کے لئے. 120]، گبز میں تبدیلی ممکنہ [4. ایک. 60]

ΔGpr = - zFE = 2 * 96485 * 1.23 = - 237.3 (KJ / MOL)، جہاں

Z - انو فی الیکٹرانوں کی تعداد؛

F - فیراڈے مسلسل؛

ای - EMF سیل.

اس وجہ سے

Q یوینیو = - T Δ ایس یوینیو = Δ G وغیرہ - Δ H وغیرہ = - 237،3 + 47،2 = 284،5 (کلو جول / MOL)> 0،

یعنی ہائیڈروجن آکسیجن electrochemical کی سیل اس کی درمائلت کو بہتر بنانے اور اس کو کم کرتے ہوئے، PELTIER ماحول میں گرمی پیدا. اس کے بعد، الٹا عمل، پانی کا electrolysis، ہماری مثال میں معاملہ ہے جس میں PELTIER گرمی س جدید = - Q یوینیو = - 47.3 (KJ / MOL) الیکٹرولائٹ کی ماحول سے جذب کیا جائے گا.

PELTIER گرمی حق ن رابطہ سیمی کنڈکٹر / دھات میں ماحول سے لی - P مطلع کرنا. گرمی P> 0 سیل میں کھڑا کرنا ضروری ہے، لیکن کیونکہ سیل endothermic رد عمل میں پانی کی سڑن (Δ H> 0) PELTIER گرمی P ردعمل کے تھرمل اثر کی تلافی کرنے کے لئے ہے:

Δ G آمد = (Δ H آمد - این) + Q جدید                                                                        (1)

جدید Q، صرف الیکٹرولائٹ کی ساخت پر منحصر ہے کے بعد سے اس اکری الیکٹروڈ کے ساتھ بجلی سیل کی ایک خصوصیت ہے، اور ن صرف الیکٹروڈ مواد پر منحصر ہے.

(1) مساوات PELTIER P اور PELTIER کی گرمی، جدید Q گرم مفید کام کی پیداوار ہیں کہ ظاہر کرتا ہے. یعنی درمیانے سے چھین لیا PELTIER گرمی electrolysis کے لئے ضروری ایک بیرونی طاقت کا منبع کی قیمت کم کر دیتا ہے. A صورتحال گرمی درمیانے درجے کے مفید کام کی پیداوار کے لئے توانائی کا ایک ذریعہ ہے، جہاں بازی کی خصوصیت ہے، کے ساتھ ساتھ بہت سے electrochemical کی خلیات کے لئے، اس طرح کے عناصر کی مثالیں [3، ص میں دکھائے گئے ہیں. 248 - 249].

حوالہ جات

1. گراسیموف یس. جسمانی کیمسٹری کے I. کورس. ٹیوٹوریل: یونیورسٹیوں کے لیے. V 2 ٹی. T.II. - 2nd ایڈ .. - M: کیمسٹری، ماسکو، 1973. - 624 ص
2. Dashevskiy 3. M. PELTIER اثر. // جسمانی انسائیکلوپیڈیا 5 میٹر. T. III میں. چوببک - Poynting قضیہ. / چوہدری ایڈ. A. M. Prohorov. ایڈ. شمار. DM Alekseev، اے ایم Baldin، AM Bonch-Bruevich، اے Borovik-رومانوف اور دوسروں - M: عظیم روسی انسائیکلوپیڈیا، 1992. - 672 ص - ISBN 5-85270-019-3 (3 میٹر)؛ ISBN 5-85270-034-7.
3. Krasnov KS جسمانی کیمسٹری. 2 کتابوں میں. والیوم. 1. مادے کی ساخت. حرحرکیات: PROC. ہائی اسکولوں کے لئے؛ KS Krasnov، این K. vorobev کی، I. ET اللہ تعالی Godnev - 3rd کی ایڈ ... - M: ہائر. وکٹ کیپر، 2001. - 512. - ISBN 5-06-004025-9.
4. Krasnov KS جسمانی کیمسٹری. 2 کتابوں میں. والیوم. 2. الیکٹرو. کیمیائی حرکیات اور catalysis کے: PROC. ہائی اسکولوں کے لئے؛ KS Krasnov، این Vorobyov کی I. N. Godnev ET رحمہ اللہ تعالی. -3 ایڈ.، ریورینڈ - M: ہائر. وکٹ کیپر، 2001. - 319. - ISBN 5-06-004026-7.
5. طبیعیات کے Sivukhin DV جنرل کورس. ٹیوٹوریل: یونیورسٹیوں کے لیے. 5 میٹر میں. T.III. بجلی. - 4th کے ایڈ، دقیانوسی تصورات .. - M: FIZMATLIT؛ MIPT کے گھر پبلشنگ، 2004. - 656 ص - ISBN 5-9221-0227-3 (3 میٹر)؛ 5-89155-086-5.
6. پولیمر کے Tager اے اے فزیکل کیمسٹری. - M: کیمسٹری، ماسکو، 1968. - 536 ص
7. ویئرر K. electrochemical کی حرکیات، روسی ایڈیشن میں مصنف کی ترامیم، Corr کی طرف سے ترمیم کے ساتھ جرمن زبان سے ترجمہ. سائنسز پروفیسر کی USSR اکیڈمی. Kolotyrkin YM - M: کیمسٹری، ماسکو، 1967. - 856 ص
8. پی Atkins میں جسمانی کیمسٹری. 2 وی T.I. میں، کیمیائی علوم Butin کے پی کے ڈاکٹر کی انگریزی زبان سے ترجمہ - M: میر، ماسکو، 1980. - 580 ص