Батеријата станува полесна кога се испразнува DigitalLifestyle
Или: колку грама електрична енергија се вклопуваат во батеријата.
Секој што е горд сопственик на електричен велосипед веројатно си го поставил ова прашање претходно и бил придружуван од нејасна надеж дека на патот кон дома падините ќе бидат полесно надминувани и покрај празната батерија.
На крајот на краиштата, автомобилите со бензински или дизел мотори значително губат тежина - разликата помеѓу автомобил со празен резервоар и резервоар полн до работ може лесно да биде 50 кг и повеќе.
И навистина би било практично ако можете да го препознаете нивото на батеријата на мобилниот телефон според тежината на паметниот телефон во вашиот џеб.
Празен резервоар = празна батерија?
За жал, не е толку едноставно, бидејќи придавките „полни“ и „празни“ водат на сосема погрешен пат.
Прво, да разгледаме како се одвива електрохемиската реакција во батерија (или акумулатор):
Во поедноставена смисла, батеријата е електрохемиски енергетски складирање и конвертор на енергија. Хемиски врзаната енергија се претвора во електрична енергија при реакција на редокс.
Вака работи батеријата
Оваа реакција се одвива во таканаречената „галванска ќелија“. Во наједноставен случај, ова е контејнер со две различни електроди (на пример, цинк и бакар) и киселина како електролит (на пр. Сулфурна киселина):
Киселината ги отстранува позитивно наелектризираните честички (јони) и од бакар и од цинк преку хемиска реакција. Сепак, цинкот ослободува повеќе јони отколку бакар, што значи дека цинкот има поголем вишок на негативни честички, електроните. Ако сега ги поврзете двата метали со жица, цинкот му дава на бакарот вишок полнеж - струјата тече.
Електронски циклус
Со поврзување на електродите (наречени анода и катода) се затвора коло и електроните мигрираат од анодата (позитивен пол) кон катодата (негативен пол). Масата, т.е. бројот на електрони, останува иста.
Затоа може да се претпостави дека тежината на батеријата не се менува кога се испразнува затоа што не се губи ниту еден електрон. Правилно? Неточно!
О, Ајнштајн!
Случај е батериите даваат енергија. Логично. На крајот на краиштата, испорачаната електрична енергија се користи за работа со радија, паметни телефони, тетратки и сега дури и автомобили и цели авиони.
И сега влегува во игра физичарот Алберт Ајнштајн. Да се потсетиме на светски познатата формула од специјалната теорија на релативноста на Ајнштајн
Е: Енергија на маса во мирување
м: маса
в: брзина на светлината (299,792,458 m/s ≈ 300,000 km/s во вакуум)
Колку е поголема масата на телото, толку е поголема неговата енергија за одмор. Со други зборови: ако некое тело изгуби енергија (на пр. Испушта електрична енергија), се губи и масата. Овој феномен во техничка смисла се нарекува „масен дефект“.
Колку тежи електричната енергија?
Дефектот на масата е предизвикан од енергијата на врзување што се ослободува кога се ослободуваат електроните. Сепак, ова е толку мало што ваквите промени имаат мал ефект во секојдневниот живот, а уште помалку може да се утврдат со кујнски вага:
Дури и моќната батерија за автомобил со 12 волти/100 Ах е само добра 50 нанограма полесна кога е целосно празна. Патем, 1 нанограм (ng) одговара на милијардити дел од грам ... прашина е многу поефикасен начин за намалување на тежината! 🙂
Па, што учиме од ова? Батеријата навистина станува полесна кога ќе се испразни - само разликата во тежината е толку мала што е практично ирелевантна. Со други зборови, не е важно. 😉
Состојба на информации: Март 2017 година
Важно: Забележете ги условите за користење и правните информации за овој пост!