电动势和电池符号的基本概念

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介绍

电动势 (emf) 或电势差是一个用来描述电势差的术语，它与力无关，其单位是伏特。它是由亚历山德罗·伏打在他首次发明电池时提出的。他还提到电极和电解质的接触是电动势的原因，而没有提到化学反应。1830年，迈克尔·法拉第确定在电极和电解质界面发生的化学反应是电动势的原因。它是所有包含电路的能源的特性。电动势的缩写是 E，但常用表示法是 emf。

什么是电动势 (EMF)？

当电路断开时，电池两极之间的最大电势差就是电动势 (emf) 或电势差。它是电动势的来源。它是特定电池的特性，因此不取决于从电池中汲取的电流大小。也就是说，它与电流大小无关。因此，电动势的值始终是恒定的，即使不供电也存在。或者说是电池所能提供的最大电压。用于测定电动势的仪器是电动势计。原电池的最大电势或电动势始终是恒定值。对于 1M 浓度，其值为 1.100V。原电池是：

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电动势 (EMF) 的定义是什么？

电池的电动势 (emf) 或电势差可以定义为在特定电池的氧化和还原半电池之间存在的净电压。特定电池的电动势值始终是恒定的。原电池两极之间的电势差或电动势以伏特为单位测量。

物理学中电动势 (EMF) 的含义是什么？

电动势 (emf) 或电势差是指当没有电流流过电池时电池的端电压。它是电池为通过它的每一库仑电荷提供的能量大小。电池的电动势是通过使用伏特计测量电池中的电压，并在不同电阻下使用安培计测量电路中的电流来测量的。

$$\mathrm{emf = I(r+R)}$$

化学中电动势 (EMF) 的含义是什么？

电动势 (emf) 是在不供电的情况下，电化学电池的阳极和阴极电极上产生的净电极电势，在阳极和阴极电极上发生氧化和还原反应。这些电极也称为半电池。电动势的值取决于特定电池中存在的电解质和电极的性质。对于特定浓度，它始终是恒定的。对于标准氢电极 (SHE)，电动势值始终为零伏特。该电极用于通过与其他电极配对来确定其他电极的电动势。

什么是电化学电池？

能够通过化学反应或借助电力进行化学反应来产生电力的电池是电化学电池。电化学电池不会产生热量。电化学电池主要有两种类型。它们是伏打电池或原电池和电解电池。借助化学反应产生电能的是原电池或伏打电池。而借助电力进行化学反应的是电解电池。这些电池有两种类型的电极：阳极和阴极。阳极是发生氧化的负极，即失去电子。而阴极是发生还原的正极，即接受电子。

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什么是原电池？

科学家路易吉·伽伐尼将这种类型的电化学电池命名为原电池。这种类型的电化学电池可以通过将化学能转化为电力来产生电力。它包含两种类型的电极、一种电解质和一个盐桥来连接两个电极。原电池的一个例子是丹尼尔电池。

什么是丹尼尔电池？

丹尼尔电池是一种电化学电池，可用于借助化学反应产生电力。在丹尼尔电池中，锌用作阳极，铜用作阴极。锌电极浸在硫酸锌溶液中，铜电极浸在硫酸铜溶液中。发生氧化的电极是阳极。

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反应是：

$$\mathrm{Zn(s)\to Zn^{2+}(aq)+2e^{-}}$$

发生还原反应的电极是铜。反应是：

$$\mathrm{Cu^{2+}(aq)+2e^{-}\to Cu(s)}$$

总反应是：

$$\mathrm{Zn(s)+Cu^{2+}(aq)\to Zn^{2+}(aq)+Cu(s)}$$

电池符号

使用符号和元素缩写来表示电化学电池的半电池是电池符号。电池符号必须遵循某些准则才能正确表示。一些规则可以给出正确的表示。它们是：

• 可以使用化学化合物的化学式和符号进行表示。

• 电池符号的第一部分表示阳极电极，然后是阴极电极。

• 两个半电池中发生的化学反应用平行线隔开。它代表盐桥。

• 对于每种化合物，相位都用一些符号表示，例如固体用“s”表示，液体用“l”表示，气体用“g”表示。

电池符号到方程式

由于电池符号是电化学电池的两个半电池（即阳极和阴极反应）的表示。借助电池符号，我们可以写出特定电池的氧化和还原反应。由于第一部分表示氧化反应，第二部分表示还原反应，因此我们可以很容易地推导出这些方程式。例如，丹尼尔电池表示为：

$$\mathrm{Zn(s)\left|Zn^{2+}(aq) \right|\left|Cu^{2+}(aq) \right|Cu(s)}$$

从中可以推导出氧化反应，因为第一部分表示阳极电极。并且发生电子损失。反应是：

$$\mathrm{Zn(s)\to Zn^{2+}(aq)+2e^{-}}$$

第二部分表示阴极电极，反应是还原反应。由于它是还原反应，因此很容易获得该方程式，因此会发生电子增益。方程式是：

$$\mathrm{Cu^{2+}(aq)+2e^{-}\to Cu(s)}$$

结论

电动势 (emf) 或电势差是在电路断开时两个电极之间的电势差。即当没有电流流过时产生的净电势。对于特定浓度，它是一个恒定值。电化学电池是一种电池，其中通过化学反应或借助电力进行化学反应来产生电力。原电池或伏打电池和电解电池是两种类型的电化学电池。丹尼尔电池是原电池的一个例子。其中电力是在两种类型的电极锌和铜的帮助下产生的。电化学电池中所有反应的简单简写表示是用电池符号完成的。从中也可以推导出半电池方程式。

常见问题解答

Q1. 电势差与电动势有何不同？

答：顾名思义，它是闭合电路中任意两点之间的电势差，其中包含电流。因此，需要电流才能计算电势差。

Q2. 电解电池的例子是什么？

答：电解电池的一个例子是用氯化钠制成的电池，其中通过供电获得钠金属和氯气。

Q3. 电池是原电池吗？

答：电池是原电池的一个例子，它包含一系列或组合的多个原电池。

Q4. 电动势的来源是什么？

答：电动势的来源是发电机、电化学电池和电池。

Q5. 什么是正极？

答：电势较高的电极是正极，是阴极。它表示在电化学电池的右侧。而左侧的负极是阳极。