Энергия электрохимическая

В этой главе будут рассмотрены следующие методы обработки ультразвуковой методы, основанные на локальном выделении тепловой энергии электрохимический. [c.295]

Кроме изменения объема, внешняя работа может совершаться и другим путем, например, за счет отдачи электрической энергии электрохимический элемент, термоэлемент), за счет увеличения поверхности и т. п. Мы ограничимся далее лишь работой, связанной с изменением объема. [c.27]

Электрохимическая обработка. Сущность электрохимических методов заключается в применении электрической энергии в форме электролиза. Одним из таких методов является электрополирование, которое осуществляется в обычных электролитических ваннах с применением специальных электролитов и соответствующих режимов тока. [c.26]

Принципиальная возможность или невозможность самопроизвольного протекания процесса электрохимической коррозии металла, так же как и химической коррозии, определяется знаком изменения свободной энергии процесса. Возможно самопроизвольное протекание только коррозионных процессов, которое сопровождается убылью изобарно-изотермического потенциала, т. е. AGr < 0. При электрохимической коррозии металлов для расчетов более удобно пользоваться электрохимическими данными — электродными потенциалами. Термодинамически возможен процесс электрохимической коррозии, для которого соблюдается условие [c.181]

Согласно более ранней, имеющей почти полуторавековую историю, гетерогенной трактовке процессов электрохимической коррозии металлов (теории локальных элементов), участки анодной и катодной реакций пространственно разделены и для протекания коррозии необходим переток электронов в металле и ионов в электролите. Такое пространственное разделение анодной и катодной реакций энергетически более выгодно, так как они локализуются на тех участках, где их прохождение облегчено (энергия активации реакции меньше). [c.186]

Особенностью электрохимических гетерогенных реакций является зависимость их энергий активации Q, а следовательно, и скорости от потенциала электрода К или его поляризации АК, т. е. [c.198]

Влияние температуры на электрохимические процессы успешно используется С. В. Горбачевым и его школой как кинетический метод исследования природы поляризации этих процессов. Зная эффективную энергию активации процесса, можно судить о природе стадии, определяющей скорость электрохимического процесса. [c.355]

При испытании стали марки СтЗ при постоянной 80%-ной относительной влажности воздуха наблюдался экспоненциальный рост скорости коррозии с увеличением температуры (рис. 273). Вычисленное из опытных данных значение эффективной энергии активации процесса (30 ккал/г-атом) соответствует электрохимической поляризации и подтверждает отсутствие диффузионного контроля в условиях влажной атмосферной коррозии. [c.383]

Как ранее было указано, электрохимическая реакция присоединения электрона к иону водорода требует некоторой энергии активации, т. е. для того, чтобы процесс разряда ионов водорода шел на электроде с определенной скоростью, необходимо сообщить ему некоторый избыточный (против равновесного) потенциал, который определяется величиной перенапряжения водорода. Потенциал разряда водородных ионов с определенной скоростью к равен сумме равновесного потенциала водородного электрода и величины перенапряжения водорода, обозначаемой г]. Под величиной перенапряжения водорода понимают сдвиг потенциала катода при данной плотности тока 1п в отрицательную сторону по сравнению с потенциалом водородного электрода в том же растворе, в тех же условиях, но при отсутствии тока в системе. Поэтому расход электрической энергии на получение водорода электролизом больше, чем это определяется термодинамическими подсчетами. [c.42]

В свете накопленных данных возникло предположение [3, 30], что в основе механизма КРН лежит не электрохимическое растворение металла, а ослабление когезионных связей между поверхностными атомами металла вследствие адсорбции компонентов среды. Этот механизм был назван адсорбционным. Так как хемосорбция специфична, разрушающие компоненты среды также обладают специфичностью. С уменьшением поверхностной энергии металла увеличивается тенденция к образованию трещин при растягивающих напряжениях. Следовательно, этот механизм соответствует критерию образования трещин на стекле и других хрупких твердых телах — так называемому критерию Гриффитса, согласно которому энергия деформации напряженного твердого тела должна превышать энергию общей увеличившейся поверхности, образованной зарождающейся трещиной [31 ]. Любая адсорбция, снижающая поверхностную энергию, должна способствовать образованию трещин, однако вода, адсорбированная на стекле, снижает напряжение, необходимое для растрескивания. [c.140]

Термодинамика гальванических и топливных элементов. Применим уравнение (10.2) к электрохимическим генераторам — гальваническим и топливным элементам. Для этого установим связь между э.д.с. элемента и тепловым эффектом реакции, происходящей в элементе при его работе, в случае, когда изменение его внутренней энергии идет не на выделение теплоты, а на работу электрических сил. [c.179]

Принцип действия топливного элемента. Топливный элемент является химическим генератором электрической энергии (называемым электрохимическим генератором), в котором внутренняя или химическая энергия подаваемых в элемент активных (т. е. реакционно-способных) веществ в результате электрохимических реакций окисления вещества, служащего топливом, и восстановления вещества, являющегося окислителем, преобразуется в электрическую энергию. [c.594]

В настоящее время известны и разрабатываются различные способы непосредственного или прямого преобразования химической энергии топлива в электрическую, к которым относятся термоэлектрический, основывающийся главным образом на использовании полупроводников, термоэмиссионный, магнитогидродинамический, электрохимический, фотоэлектрический. [c.504]

Электрохимические генераторы (топливные элементы). Топливный элемент является химическим генератором электрической энергии. [c.568]

Внутренняя, или, как говорят еще, химическая энергия подаваемых в элемент активных (т. е. реакционно-способных) веществ в результате электрохимических реакций (главным образом окисления) преобразуется в электрическую энергию (рис. 8.50). По механизму преобразования энергии топливный элемент подобен гальваническому элементу. Различие состоит в том, что в гальваническом элементе весь запас активных материалов заключен в электродах. Поэтому время их действия ограничено массой и количеством электролита, тогда как в топливном элементе расходуемые активные материалы непрерывно восполняются в результате подвода извне. Другое отличие заключается в природе активных материалов если в гальванических элементах применяются только твердые вещества (металлы и их окислы), то в топливных элементах используются жидкие и газообразные активные вещества. [c.569]

В табл. 12 приведены аналитические радиоизотопы некоторых элементов, определение которых представляет наибольший интерес с точки зрения коррозионно-электрохимического исследования. Под аналитическими понимаются те изотопы (из числа существующих для данного элемента), которые по совокупности признаков (тип и энергия излучения, период полураспада , доступность изотопа, возможность [c.204]

Электрическая энергия может служить лишь переносчиком энергии на расстояние в электрохимических аккумуляторах накапливается химическая энергия, в конденсаторах — электростатическая, и только в процессе использования этих ИЭ происходит превращение их энергии в электрическую. Заметим, что все накопители энергии (НЭ) являются практически и переносчиками ее, но не наоборот. [c.39]

Основные характеристики электрохимических аккумуляторов энергия [115] [c.112]

Солнечные энергетические установки. Пока речь может идти только о солнечных электрогенераторах, работаюш,их на основе фотоэффекта запирающего слоя с КПД до 10—15%, позволяющих получить с 1 порядка 1 кВт электроэнергии. Эта величина мала, но если сравнивать с тем, что дают вторичные ИЭ — электрохимические аккумуляторные батареи, нуждающиеся в зарядке через каждые 80—100 км пробега автомобиля,— даже эффектна, поскольку поступление энергии непрерывно и дальность движения неограниченна. Солнечный электрогенератор в виде тонкого щита может располагаться на крыше автомобиля, трактора, на борту судна, на поверхности моря — для снабжения электричеством подводных аппаратов — и даже под водой, правда, на небольшой [c.189]

Механические энергетические установки. Эти ЭУ используют механическую энергию движения вод в Мировом океане. Их давно можно было бы применять на судах и подводных аппаратах малого и среднего размера в сочетании с электрохимическими АБ, широко применяемыми для подводного хода на большинстве подводных лодок. Зарядка последних происходила и происходит от дизелей во время надводного хода. Между тем она может осуществляться и за счет даровой энергии движения вод, в ряде случаев даже без необходимости всплытия на поверхность. Надводные суда небольшого тоннажа могли бы использовать для накопления в АБ и энергию ветра. [c.190]

Для протекания электрохимической коррозии необходимо, чтобы в коррозионной среде присутствовали частицы , способные в данных условиях восстанавливаться на поверхности металла, т. е. отнимать у него электроны и тем самым обеспечивать его окисление, или чтобы к металлу подводилась электрическая энергия от ее внешнего источника. Так, например, при контакте железа с раствором серной кислоты в роли таких частиц выступают ионы водорода [c.10]

В машиностроении часто возникают технологические проблемы, связанные с обработкой материалов и деталей, форму и состояние поверхностного слоя которых трудно получить механическими методами. К таким проблемам относится обработка весьма прочных, очень вязких, хрупких и неметаллических материалов, тонкостенных нежестких деталей, пазов и отверстий, имеющих размеры в несколько микрометров, поверхностей деталей с малой шероховатостью или малой толщиной дефектного поверхностного слоя. Подобные проблемы решаются применением электрофизических и электрохимических (ЭФЭХ) методов обработки, условная классификация которых дана на рис. 6.1. Для осуществления размерной обработки заготовок ЭФЭХ методами используют электрическую, химическую, звуковую, световую, лучевую и другие виды энергии. [c.400]

Эффективная энергия активации растворения металлов (железа, никеля, алюминия) в электролитах по химическому механизму, согласно данным Г. Г. Пенова, Т. К. Атанасян, С. П. Кузнецовой и др., в 1,5—2,0 раза больше, чем при растворении их с преобладанием электрохимического механизма, что находится в хорошем соответствии с теорией электрохимической коррозии металлов и подтверждает наличие химического механизма коррозии металлов в электролитах. [c.357]

Концентрационная поляризация, в частности, очень невелика вследствие большой диффузионной поднижности и скорости миграции водородных ионов, перемешивания раствора у катода выделяющимся газообразным водородом и др. Работами А. Н. Фрумкина и его школы доказано, что для большинства металлов общая скорость процесса восстановления водорода определяется скоростью электрохимической реакции разряда ионов водорода, т. е. четвертой стадией процесса, замедленность протекания которой определяется соответствующим значением энергии активации этой реакции. [c.41]

Чтобы ион-атомы могли покинуть поверхность металла, необходимо приложить энергив, достаточцув для разрыва связи между ион-атомОм и электронами. ТЬним источником энергии при электрохимической коррозии является процесс гидратации. [c.22]

Уже упоминалось, что коррозионные процессы, как правило, являются электрохимическими. В водной среде они протекают так же, как и в батарейке для карманного фонаря, состоящей из центрального угольного и внешнего цинкового электродов, разделенных электролитом — раствором хлорида аммония (рис. 2.1). Лампочка, соединенная с обоими электродами, горит, пока электрическая энергия генерируется химическими реакциями на электродах. На угольном электроде (положительный полюс) идет реакция химического восстановления, на цинковом (отрицательный полюс) — окисления, при этом металлический цинк превращается в гидратированные ионы цинка Zn -nHaO. В водном растворе ионы притягивают молекулы воды (правда, число последних неопределенно). Этим ионы металла в растворе отличаются от ионов в газе, которые не гидратируются. Обычно при обозначении гидр атированных ионов цинка не учитывают гидратную воду и пишут просто Zn . Чем больше поток электричества в элементе, тем большее количество цинка корродирует. Эта связь описывается количественно законом Фарадея, открытым в начале XIX века [c.20]

Система из двух электрических проводников (электродов), погруженных в электролит, называется гальваническим элементом в честь итальянского физика из Болоньи Луиджи Гальвани, который опубликовал свои электрохимические исследования в 1791 г. Гальванический элемент преобразует химическую энергию в электрическую. Если замкнуть элемент проводником с низким сопротивлением, по проводнику потечет ток, направление которого условно принято от положительного электрода к отрицательному (положительный ток). Это условие было принято еще до того, как что-либо стало известно о природе электричества, и применяется сейчас вопреки общеизвестному факту, что только отрицательно заряженные частицы — электроны — могут перемещаться в металле, и ток течет от отрицательного полюса к положительному. [c.22]

Электрохимический потенциал (7.8) служит примером пол-ного потенциала, так называют частные производные внутренней энергии по переменным, выражающим химический состав системы, при постоянстве всех остальных аргументов функции и, если эти производные объединяют в себе несколько взаимосвязанных обобщенных сил. Введение полных потенциалов — это метод исключения зависимых переменных в уравнениях типа (7.2), (7.3). Но, как уже указывалось, иногда бывает целесообразнее сохранить в уравнениях избыточные переменные, а связи между ими учесть отдельно в виде дополнительных [c.64]

Способность мембраны передавать или не передавать энергию и вещества из одной части системы в другую формулируется на языке ее качественных характеристик. Различают мембраны подвижные и неподвижные, гибкие и жесткие, проницаемые для конкретных частиц и непроницаемые. Подвижные мембраны способны изменять свое положение в пространстве, а гибкие — изменять свою площадь и форму. В первом случае изменяются объемы разделяемых частей системы, а во втором — в дополнение к этому может производиться работа изменения величины поверхности мембраны. Если жесткая неподвижная мембрана разделяет два раствора и проницаема ие для всех, а лишь для некоторых из нейтральных компонентов (полупроницаемая мембрана), то такую систему называют осмотической, если же при этом мембрана способна пропускать через себя ионы, то говорят о равновесии Доннана. При подвижных мембранах с ионной проводимостью имеют дело с обычными электрохимическими равновесиями. Частным случаем мембранных равновесий можно считать и гетерогенные равновесия между различными фазами вещества. Роль мембраны в этом случае играет естественная граница раздела соприкасающихся фаз ( поверхностная фаза ) или другая фаза, в равновесии с которой находятся гомогенные части системы. Например, при так называемых изопьестических (изобарических) равновесиях ею может сл) жить общая паровая фаза над жидкими растворами с различающимися концентрациями веществ. [c.129]

Соответствующие устройства, в которых осуществляется превращение химической энергии в электрическую, называются термоэлектрическими генераторами, термоэмиссионными преобразователя.ми, магнитогндродина-мическими (МГД) генераторами, электрохимическими генераторами или топливными элементами, солнечными батарея.ми. [c.515]

Из шести типов прямых преобразователей энергии, в которых энергия тел преобразуется в энергию электрического тока (электрохимические генераторы, фотоэлек-1рические преобразователи, термоэмиссионные преобразователи, магнитогидродинамические генераторы, термоэлектрические преобразователи, квантовые преобразователи) только первые два являются в полной мере прямыми преобразователями. В полезную внешнюю работу в электрохимических генераторах превращается внутренняя энергия рабочих тел, а в фотоэлектрических преобразователях — лучистая энергия Солнца, причем это превращение (т. е. рабочий процесс) протекает при постоянной температуре. [c.568]

На процесс коррозии аустенитной стали при действии механических напряжений оказывают совместное влияние два основных фактора выделение а-фазы пониженной коррозионной стойкости с образо--ванием электрохимической гетерогенности (неоднородности) металла и повышение энергии кристаллической решетки (механохимический эффект), в результате чего облегчаются анодная и катодная полуреак-ЦИИ /7/. [c.79]

Имеются экспериментальные подтверждения положительного влияния на способность железа к пассивации ионного легирования титаном и кремнием. Ионная имплантация этих элементов при дозах легирования от 0,1 до 1 10 ион/см , энергии 500 кэВ и температуре подложки от 293 до 453 К обеспечивала максимальную концентращю имплантированного элемента на уровне 20 %. При таком содержании титана или кремния в поверхностно-легированном железе резко уменьшается плотность тока пассивации в 0,5 М растворе СН3СООН + СНзСООЫа при pH = 5,0 и температуре 298 К. С увеличением числа циклов вольтамперометрии уменьшается различие в электрохимическом поведении чистого железа и железа, поверхностно легированного этими элементами, а после 42 циклов это различие в их поведении практически отсутствует. [c.74]

При электрохимической коррозии введение в среду ингибитора может сказываться на коррозионном потенциале металла (электрохимический эффект), структуре двойного электрического слоя (двойнослойный или адсорбционный эффект), на каталитических свойствах металла (исключение активных центров, изменение энергии адсорбции реагирующих частиц, вытеснение каталитических комплексов) и на относительной величине поверхности металла, контактирующей с коррозионной средой (блокировочный эффект). [c.141]

В ряде двухфазных и 0-сплавов титана, помимо перечисленных выше фаз, могут появляться и различного вида интерметаллические соединения или их предвь]деле-ния. Скорость распада 0-фазы на ач)]азу и интерметаллическое соединение зависит от звтектоидной температуры и энергии активации образования интерметалличе-ского соединения. В системах с Си, N1, Ад, Аи происходит быстрый распад 0-твердо-го раствора. В системах с Со, Сг, Мп, Ре 0-твердый раствор распадается медленно, и перед выделением интерметаллической фазы образуются промежуточные состояния. Например, перед образованием соединения ЛСг, (7-фаза) в сплавах, содержащих хром, может образоваться промежуточная 7 ч)заза, являющаяся предвыделе-нием 7-фазы. Интерметаллические соединения имеют резко отличный от титана электрохимический потенциал и в ряде случаев кардинально изменяют физикомеханические и электрохимические свойства сплавов. I [c.11]

Различают первичные (естествештие) и вторичные (искусственные) ИЭ. Общий энергетический капитал человечества определяется ресурсами первичных ИЭ — невозобновляемых и возобновляемых (табл. 6.1). Вторичные ИЭ получаются из первичных и являются по существу накопителями энергии водород и кислород, выделяющиеся при радиолизе или электролизе воды, электрохимические аккумуляторы, сжатые газы, раскрученные маховики, заведенные пружины и т. п. [c.95]

Для использования рассеянной энергии беспорядочных движений вод — волнений, а также морских поверхностных и подводных течений, предложены [94, 95 и др.] гидравлические двигатели , с помощью которых можно накопить энергию, например, в электрохимическом аккумуляторе. Эти двигатели состоят из двух выгнутых лопастей (рис. 7.1). При любых движениях воды создается неравномерность давления, которая и приводит ротор во вращение независимо от направления движения. В отличие от подобных ПЭ с неподвижными лопастями роторы с движущимися лопастями можно объединять не только устанавливая их один на другой, но и располагая горизонтально длинной батареей. Наращивая рабочую площадь, можно добиться значительной лющности ро- [c.120]

До недавнего времени электрохимическая энергия использовалась лишь для вспомогательных целей и получалась от вторичных элементов-аккумуляторов, органическим недостатком которых являлась необходимость их периодической зарядки. Сами аккумуляторы обладали весьма значительным весом на единицу запасенной энергии, составляющим для кислотных аккумуляторов 50 кг]квт-ч, для щелочных — 40 кг1квт-ч и для их современной разновидности серебряно-цинковых аккумуляторов —10,5 кг1квт-ч. Последние, однако, весьма неэкономичны вследствие дефицитности серебра и возможности его регенерации лишь на 50%. [c.88]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...