四、可逆电池研究意义: 可逆电池中:△GTP=-mFE “等号”有利于定量研究) 起到连接电化学和热力学的桥梁作用; 从测量可逆电池的电动势E →解决热力学问题(得到用化学反应 难测的热力学数据)
四、可逆电池研究意义: n 起到连接电化学和热力学的桥梁作用; n 从测量可逆电池的电动势E 解决热力学问题(得到用化学反应 难测的热力学数据) ( ) GT,P nFE “等号”有利于定量研 究 可逆电池中:
△GrP=-nFE 揭示化学能转化为电能的转化极限,以 改善电池的性能(只有在近乎可逆时的 转化效率最高)
n 揭示化学能转化为电能的转化极限,以 改善电池的性能(只有在近乎可逆时的 转化效率最高)。 GT,P nFE
例:燃料(可燃性反应物)电池,298K时反应 H2(g)+%O2(g)=H2O(D △He0 0 285. 84 kJ/mol △Ge0 0 237. kJ/mol 电池反应可逆电功 Wmax= -Agt. p=23719 kJ/mol (W>0,体系作功)
例:燃料(可燃性反应物)电池,298K时反应 H2 (g) + ½ O2 (g) = H2O (l) f 0 0 -285.84 kJ/mol Gf 0 0 -237.19 kJ/mol n 电池反应可逆电功: W G 237.19 kJ/mol f,max T,P (W > 0,体系作功)
化学燃烧反应热效应: Qp=△HF=-28584kJ/mol 可逆电池热效率:(Q<0,放热) 7=2371928584≈83% 该可逆电池电动势E=123V(可理论计 算,后讲); 但实际工作状态(有电流工作时): E=07~0.9V
n 化学燃烧反应热效应: (Q 0,放热) Q H 285.84 kJ / mol P f n 可逆电池热效率: = 237.19 / 285.84 83% n 该可逆电池电动势 E = 1.23 V(可理论计 算,后讲); n 但实际工作状态 ( 有电流工作时 ) : E = 0.7 0.9 V
所以燃料电池的热效率 们电 =50%~60% 而可逆热机(5509C过热蒸气): T=1 298 =64%0 823 但实际热机(不可逆循环)的m远低于 可逆热机: m′<30%
n 所以燃料电池的热效率: 电 = 50% 60% n 而可逆热机(550C过热蒸气 ): 64% 823 298 1 T T 1 2 1 n 但实际热机(不可逆循环)的 远低于 可逆热机: 30%