O baterie devine mai ușoară atunci când este descărcată DigitalLifestyle
Sau: câte grame de electricitate se încadrează într-o baterie.
Oricine este mândrul proprietar al unei biciclete electrice și-a pus probabil această întrebare înainte și a fost însoțit de speranța vagă că pe drumul spre casă pârtiile vor fi mai ușor de depășit, în ciuda bateriei goale.
La urma urmei, mașinile cu motoare pe benzină sau diesel pierd semnificativ în greutate - diferența dintre o mașină cu un rezervor gol și un rezervor plin până la refuz poate fi cu ușurință de 50 kg și mai mult.
Și ar fi o problemă cu adevărat practică dacă ați putea spune nivelul bateriei telefonului mobil în funcție de greutatea smartphone-ului din buzunar.
Rezervor gol = baterie goală?
Din păcate, nu este atât de simplu, deoarece adjectivele „plin” și „gol” duc pe o cale greșită.
Să analizăm mai întâi cum are loc reacția electrochimică într-o baterie (sau un acumulator):
În termeni simplificați, o baterie este un depozit de energie electrochimică și un convertor de energie. Energia legată chimic este transformată în energie electrică în timpul unei reacții redox.
Așa funcționează o baterie
Această reacție are loc într-o așa-numită „celulă galvanică”. În cel mai simplu caz, acesta este un recipient cu doi electrozi diferiți (de exemplu, zinc și cupru) și acid ca electrolit (de exemplu, acid sulfuric):
Acidul îndepărtează particulele încărcate pozitiv (ioni) atât din cupru cât și din zinc printr-o reacție chimică. Cu toate acestea, zincul degajă mai mulți ioni decât cuprul, ceea ce înseamnă că zincul are un exces mai mare de particule negative, electronii. Dacă conectați acum ambele metale cu un fir, zincul îi conferă cuprului sarcina în exces - fluxurile de electricitate.
Ciclul electronilor
Prin conectarea electrozilor (numiți anod și catod), un circuit este închis și electronii migrează de la anod (polul pozitiv) la catod (polul negativ). Masa, adică numărul de electroni, rămâne aceeași.
Prin urmare, s-ar putea presupune că greutatea bateriei nu se schimbă atunci când este descărcată, deoarece nu se pierde nici un electron. Corect? Nu este corect!
Oh, Einstein!
Este cazul în care bateriile degajă energie. Logic. La urma urmei, energia electrică furnizată este utilizată pentru a opera radiouri, smartphone-uri, notebook-uri și acum chiar și mașini și avioane întregi.
Și acum intră în joc fizicianul Albert Einstein. Să ne amintim de formula de renume mondial din teoria relativității speciale a lui Einstein
E: Energia unei mase în repaus
m: masa
c: viteza luminii (299.792.458 m/s ≈ 300.000 km/s în vid)
Cu cât masa unui corp este mai mare, cu atât este mai mare energia de odihnă a acestuia. Cu alte cuvinte: dacă un corp pierde energie (de exemplu, emite electricitate), se pierde și masa. Acest fenomen este numit „defect de masă” în termeni tehnici.
Cât cântărește electricitatea?
Defectul de masă este cauzat de energia de legare eliberată atunci când electronii sunt eliberați. Cu toate acestea, acest lucru este atât de mic încât astfel de schimbări au un efect redus în viața de zi cu zi, cu atât mai puțin se poate determina cu o cântare de bucătărie:
Chiar și o baterie puternică de mașină cu 12 volți/100 Ah este mai ușoară cu 50 de nanograme mai ușoară când este complet goală. De altfel, 1 nanogramă (ng) corespunde unei miliardimi de gram ... Praful este modalitatea mult mai eficientă de a reduce greutatea! 🙂
Deci, ce învățăm din asta? O baterie devine într-adevăr mai ușoară atunci când este descărcată - doar diferența de greutate este atât de mică încât este practic irelevantă. Cu alte cuvinte, nu contează. 😉
Starea informațiilor: Martie 2017
Important: Vă rugăm să rețineți condițiile de utilizare și informațiile legale pentru această postare!