Классификация элементов по источнику энергии

1. До сих пор речь шла только о химических гальванических элементах, в
которых источником электрической энергии является энергия химической реакции (ОВР). Однако могут использоваться и концентрационные элементы.

а) Последние состоят из двух одинаковых по химической природе полу элементов, которые различаются концентрацией электролитов. Поскольку, согласно уравнению Нернста (14.22—14.24), электродный потенциал зависит от концентрации электролита, то полуэлементы в подобных элементах имеют различные потенциалы, а между ними устанавливается разность потенциалов ∆Ψ.

б) Таким образом, здесь источником ЭДС является энергия разности концентраций, т.е. концентрационная, или осмотическая энергия.

Примеры — элементы из двух медных или двух водородных электродов:

I. Очевидно, выход ионов Сu²⁺ из медной пластинки легче происходит тогда, когда в растворе — меньшая концентрация этих ионов, и в этом случае на пластинке — больший отрицательный заряд. Отсюда следует, что катодом является полуэлектрод с меньшей концентрацией катионов в растворе и что электроны перемещаются отсюда на полуэлектрод с большей концентрацией. Таким образом, c₁ < c_2.

Поэтому ЭДС элемента (15.3,б) равна

2. а) Что же касается элементов химическоготипа, то дляних иногда используют коэффициент полезного действия, определяя его следующим образом:

Здесь ∆H_рц— теплота реакции, а ∆G_рц — совершаемая за счет реакции работа (при бесконечно малом токе в элементе).

б) Однако известно (пп. 3.6 и 4.11), что бывают самопроизвольные процессы, в которых вклад в отрицательное значение ∆G дает не только энтальпийное, но и энтропийное слагаемое.

В таких случаях оказывается, что к.п.д., определенный по формуле (15.5),
больше 1. С моей точки зрения, такое определение неудачно.