Energia elektryczna można pośrednio przekształcić w energię chemiczną. Najczęściej elektrolizę stosuje się do konwersji energii elektrycznej na energię chemiczną.
Poniżej podano listę przykładowych energii elektrycznej na energię chemiczną:
- Ładowalna latarka
- Ładowanie telefonów komórkowych
- Power banki
- Kondensatory elektrolityczne
- Galwanotechnika
- Elektroliza wody
- Spawanie
- Aktualna ochrona katodowa
- Tworzenie układu pamięci
- Cyklotron
Wyjaśnienie na przykładzie energii elektrycznej na energię chemiczną
Reakcja elektrochemiczna to proces, w którym zachodzi reakcja chemiczna w obecności energii elektrycznej jako katalizatora, w której energia elektryczna zamienia się w energię chemiczną.
Latarki akumulatorowe
Ładowalna latarka składa się z baterii do przechowywania ładunków. Gdy latarka jest podłączona do zasilania prądem zmiennym, ładunki elektryczne przepływają w kierunku akumulatorów, przekształcając energię elektryczną w energię chemiczną.
Baterie składają się z jonów litu i niklu, a w baterii zastosowano również elektrolit. Elektrolit umożliwia przepływ ładunków między katodą a końcówką anodową. Stąd ładunki elektryczne z zasilacza zgromadzonego w akumulatorze latarki posiadają energię chemiczną.
Ładowanie telefonów komórkowych
Zasadniczo telefony komórkowe działają jako proces ładowania i rozładowywania. Bateria telefonów komórkowych wykonana jest z polimeru litowego składającego się z elektrody litowo-jonowej.
Podczas ładowania telefonu ładunki z zasilacza przesuwają się w kierunku baterii. Elektrony z ładowarki przemieszczają się w kierunku anody z katody akumulatora, magazynując w ten sposób ładunki o chemicznej energii potencjalnej. Dlatego ładowanie telefonu jest doskonałym przykładem energii elektrycznej na energię chemiczną.
Power banki
Podczas podróży jedną z podstawowych rzeczy, które nosisz przy sobie, jest power bank służący do ładowania telefonu. Podczas ładowania powerbanku ładunki elektryczne są przechowywane w akumulatorze w procesie elektrolizy. W ten sposób ładunki posiadają chemiczną energię potencjalną do przebywania w banku mocy.
Przeczytaj Więcej konwersja energii mechanicznej na energię chemiczną
Kondensatory elektrolityczne
Kondensatory to elementy elektryczne służące do przechowywania ładunków elektrycznych w polu elektrycznym. Kondensatory elektrolityczne wykorzystywane są w pracy wysokonapięciowej zasilania prądem stałym.
Kondensatory elektrolityczne mają budowę asymetryczną; stąd są spolaryzowane. Składa się z anody składającej się z utlenionej warstwy izolacyjnej, która działa jak dielektryk. Elektrolit zastosowany w kondensatorze działa jak katoda. Ładunki elektryczne z zasilacza są teraz magazynowane wewnątrz kondensatora poprzez elektrolizę, dzięki czemu energia elektryczna ładunków posiada energię chemiczną.
Galwanotechnika
Galwanizacja to proces pokrywania powierzchni metalu ładunkiem ujemnym metalu poprzez zanurzenie go w roztworze soli metalu. Jeden metal jest uważany za anodę, a drugi, który wymaga powlekania, służy jako katoda.
Zewnętrzne źródło jest połączone z metalem, aby zredukować kation metalu. W miarę przepływu prądu końcówka katody przechodzi reakcję redukcji, a anoda ulega reakcji utleniania. Metal rozpuszczony w anodzie jest nakładany na powierzchnię katody. W ten sposób energia elektryczna ze źródła zewnętrznego zamieniana jest na energię chemiczną.
Złocenie biżuterii metalicznej odbywa się metodą galwanizacji. Galwanizacja służy do zapobiegania korozji metalu.
Elektroliza wody
Elektroliza wody jest najczęściej objaśnianym przykładem energii elektrycznej na energię chemiczną. Jest to proces oddzielania gazowego wodoru od wody za pomocą prądu zewnętrznego.
Elektroliza wody odbywa się poprzez podłączenie zasilacza prądu stałego do dwóch obojętnych elektrod, takich jak platyna lub ind, zanurzonych w wodzie. Gdy prąd przepływa przez elektrody, wodór osadza się na katodzie, a tlen na anodzie. Tak więc energia elektryczna jest odpowiedzialna za zerwanie wiązania między cząsteczką wody i spowodowanie rozdzielenia cząsteczki wodoru i tlenu.
Spawanie
Spawanie to proces topienia części dwóch metali lub tworzyw termoplastycznych w celu połączenia ich ze sobą. Zewnętrzne źródło prądu jest podłączone do spawarki, w miarę przepływu prądu uchwyt spawalniczy nagrzewa się, powodując stopienie metalu. Pozwól im ostygnąć przez jakiś czas, powodując fuzję. Zatem oba metale są utrzymywane przez silne wiązanie posiadające energię chemiczną.
w spawaniu, energia elektryczna jest początkowo zamieniana na energię cieplną, powodując energię chemiczną.
Aktualna ochrona katodowa
Ochrona katodowa brzmi podobnie do galwanizacji, ale zastosowanie różni się od siebie.
Ochrona katodowa to reakcja elektrolityczna, w której bardziej elektrododatni metal służy jako anoda, podczas gdy elektroujemny jako katoda. Zarówno anoda, jak i katoda są zanurzone w wodzie lub glebie. Następnie prąd przepływa przez zewnętrzne źródło; katoda ulega redukcji, a anoda ulega utlenianiu; w ten sposób metal jest chroniony przed korozją. Reakcja chemiczna odbywa się poprzez przyłożenie prądu elektrycznego; zatem, energia elektryczna jest przekształcana na energię chemiczną.
Czytaj więcej na konwersja energii chemicznej na energię mechaniczną
Tworzenie układu pamięci
Do przechowywania danych używamy chipów pamięci, które są najlepszym przykładem energia elektryczna na chemiczną energia.
Karty pamięci składają się z płytek krzemowych. W chipie jest zaangażowanych kilka elementów elektrycznych, takich jak tranzystory. Załóżmy, że wprowadzamy jakieś dane, tranzystor przełącza się i włącza. Ten wzór danych gromadzi się na płytce krzemowej, tworzy wielowarstwowy, wzajemnie połączony wzór sieci i przechowuje dane. Przechowywane dane posiadają chemiczną energię potencjalną.
Cyklotron
Cyklotron to akcelerator, który przyspiesza naładowane cząstki. Poprzez przyłożenie pola elektrycznego do cyklotronu, przyspieszenie cząstki stale rośnie, inicjując w ten sposób produkcję izotopów promieniotwórczych. W ten sposób energia elektryczna jest odpowiedzialna za wytwarzanie nowych izotopów. Dlatego cyklotrony są dobrym przykładem przekształcenia energii elektrycznej w energię chemiczną.
Czytaj więcej na Konwersja energii chemicznej na energię kinetyczną
Przeczytaj także:
- Energia elektryczna na energię chemiczną
- Energia grawitacyjna na energię mechaniczną
- Czy energia potencjalna jest zmagazynowana energia?
- Energia i grawitacja
- Jak obliczyć energię w materiałach ferromagnetycznych
- Jak obliczyć energię potrzebną do jonizacji w plazmie
- Jak zaprojektować promiennikowe, energooszczędne systemy oświetlenia dziennego w budynkach
- Jak wyznaczyć rozkład energii w wiązce cząstek
- Czy energia kinetyczna jest zachowana w zderzeniu niesprężystym?
- Przykłady zachowania energii mechanicznej
Nazywam się Keerthi K Murthy, ukończyłem studia podyplomowe z fizyki ze specjalizacją w dziedzinie fizyki ciała stałego. Zawsze uważałem fizykę za przedmiot podstawowy, który jest powiązany z naszym codziennym życiem. Jako student przedmiotów ścisłych lubię odkrywać nowe rzeczy w fizyce. Jako pisarz moim celem jest dotarcie do czytelników w uproszczony sposób poprzez moje artykuły.