作者oNeChanPhile (親姐基)
看板Physics
標題Re: [問題] 充電的真諦
時間Sat Oct 20 20:45:18 2012
因為感覺前面幾個推文似乎都沒有打到癥結點
故跳出來回一下
※ 引述《Djokovic5566 (新球王56)》之銘言:
: 什麼叫充放電?
: 就是充電儲能,放電作功
: 充電這樣的一個行為,在現在根本就是常態
: 請問一下,充電既然叫"充",就代表"量"是增加的
首先要釐清一下什麼叫做電池:
如果你所想像的「電池」,
是一種藉由將電子集中到一邊、另一邊留下正電來製造電位差的元件
那不叫「電池」,叫做「電容」(而且是不涉及化學反應的簡單電容),
其主要特性是兩端電位差跟帶電量成正比(q = CV),
放電過程中,電壓會等比例的減小,
但現實生活中的電池大多能夠長時間維持一定的電壓,
所以用電容器充電的模型,去模擬電池的構造,顯然是不恰當的。
其次,現實生活中的電池充電,
增量的東西叫做「化學能」而不是電子數量
(高中的講法叫做「將電能儲存於原子間的位能」
大學熱力學叫「chemical potential」)
而電池化學能的儲存,
乃是原子重新排列組合之後的結果,而非正負電荷的分離,
所以在巨觀尺度下
「電池內任一處時時刻刻皆為電中性」。
具體來說,可充電電池的充電過程,通常就是放電過程的逆反應。
例如鉛酸電池(汽車電瓶)放電的半反應式為:
2- -
負極(陽極):Pb + SO → PbSO + 2e
(s) 4(aq) 4(s)
+ 2- -
正極(陰極):PbO + 4H + SO + 2e → PbSO + 2H O
2(s) (aq) 4(aq) 4(s) 2 (l)
充電的半反應式就是把箭號倒過來寫而已。
其中應注意到:
固態鉛電極在反應前後皆為電中性,而硫酸水溶液亦然。
: 一支手機電量只剩下19%,我用磅秤量了一下重量,160g
: 充電衝到100%再拿去秤重,還是160g
:
: 請問為什麼會這樣??
2
用 E = mc 不難估計充進去的能量到底"有多重"
(是否真的會變重就先不管)
打開我的破手機 motorola Z3,後面電池寫著 3.7V、750 mAh
如果把電池從充滿狀態放到完全沒電
則全部電能大概是
ΔE = PΔt = IVΔt = V*(IΔt) = 3.7 * (0.750*3600) = 9990(J)
換算成質量只有
8 2 -13 -10
Δm = 9990 / (3*10 ) = 1.11*10 (kg) ≒ 10 g
一般的儀器當然是量不出來的
(至於有沒有人真的做過實驗,我就不清楚了)
: 電子e不是有重量嗎???
: 還是說實際上"量"根本就沒有增減
: 而是純粹透過電壓升,把電子e從正極搬到負極,讓電子流(負到正)具有更大動力流向正極
: 是嗎???
簡單電容器充電的情形,
如果充電量夠大,那麼在充完電後把正負極分開,
負極(得到電子側)會變重沒錯。
問題是強大的電場可能導致尖端放電,電擊電子儀器與實驗人員,
所以有沒有人真的量過我也不清楚。
--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 114.27.8.196
※ 編輯: oNeChanPhile 來自: 114.27.8.196 (10/20 21:28)
推 Djokovic5566:非常精闢的解說! 10/21 10:34
推 wopicoun:推!! 10/21 11:42
推 coda17:電容放電沒有成比例吧??? 10/22 00:42