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  • 1 # 使用者2926926826806

    充電的過程是以電子為載體,將能量輸入電池以增加電池內部物質所含有的化學能。

    我們知道電池放電其實是物質發生氧化還原反應釋放出的能量以電子運動的形式從兩極輸出以供其他器件工作。

    以最常見的鉛蓄電池為例:

    當其為放電狀態時,兩極分別發生氧化和還原反應(正極被還原,負極被氧化),負極被氧化,化合價升高,失去電子。正極被還原,化合價降低,得到電子。兩邊得失電子數目是相當的,那麼是什麼產生了能量讓外部電路工作呢。原因是該反應是自發反應,反應發生導致兩極得失電子,在外電路中電子作定向移動,這種電子移動就產生電流驅動電路工作,那麼消耗的是什麼,是電子移動的動能。假設外電路接了一個白熾燈,那麼簡單來說就是電子定向移動透過高阻的鎢絲髮出熱輻射,這個過程中,電子的動能損耗而轉化為鎢絲輻射的熱能和光能。但是由於原電池是自發反應,所以兩極存在電勢差,在這個電勢差的電場中,電子會被電場力作用而不斷做功,不斷提供動能,就像一個人被推著走一樣。雖然動能在經過鎢絲時發生損耗,但是立即會被補充。所以實際消耗的是勢場的勢能,這種勢能即是原電池的化學能所轉化而來。

    再看充電過程,將充電源視為一個能穩定提供能量輸出的恆流源。其以電流的形式(亦即電子定向移動)將電荷輸送到原電池的兩極(陰極和陽極),其中陰極(即原電池負極)得到電子,陽極(原電池正極)失去電子,這樣在逆向氧化還原反應的作用下,原本放電時得到電子的正極失去電子,放電時被還原的物質被氧化為初始狀態,原本放電時失去電子的負極得到電子,放電時被氧化的物質被還原為初始狀態。所以就完成了充電過程,也就是說其物質結構和狀態變為具有高化學能的初始態。這個過程消耗的是充電源的能量。

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