Номер 2, страница 13, часть 2 - гдз по физике 8 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 5. Электрический ток. Параграф 49. Гальванические элементы. Аккумуляторы. Вопросы и задания - номер 2, страница 13.

Условие.

2. Как устроен аккумулятор?

Решение.

Решение

Аккумулятор — это химический источник электрического тока многоразового действия, который может накапливать (запасать) электрическую энергию, преобразуя ее в химическую, и отдавать ее обратно для питания различных устройств, преобразуя химическую энергию в электрическую. Основной принцип его устройства заключается в обратимости электрохимических реакций.

Любой аккумулятор, независимо от его типа (свинцово-кислотный, литий-ионный, никель-кадмиевый и т.д.), состоит из следующих основных частей:

1. Положительный электрод (катод). Это электрод, на котором в процессе разряда происходит реакция восстановления (принятие электронов). Материал катода зависит от типа аккумулятора. Например, в свинцово-кислотном аккумуляторе это диоксид свинца ($PbO_2$), а в литий-ионном — оксиды металлов, содержащие литий (например, кобальтат лития $LiCoO_2$).

2. Отрицательный электрод (анод). Электрод, на котором в процессе разряда происходит реакция окисления (отдача электронов). В свинцово-кислотном аккумуляторе анодом служит губчатый свинец ($Pb$), а в литий-ионном — графит ($C_6$), в который внедряются ионы лития.

3. Электролит. Это вещество, проводящее ионы, но не проводящее электроны. Электролит обеспечивает ионный обмен между катодом и анодом внутри аккумулятора. Он может быть жидким (например, водный раствор серной кислоты $H_2SO_4$ в свинцово-кислотных аккумуляторах) или твердым/гелеобразным (в литий-полимерных аккумуляторах).

4. Сепаратор. Это пористая мембрана, которая физически разделяет положительный и отрицательный электроды. Сепаратор предотвращает короткое замыкание между электродами, но при этом пропитан электролитом и свободно пропускает ионы.

5. Корпус. Внешняя оболочка, в которой размещены все компоненты аккумулятора. Корпус защищает внутренние части от механических повреждений и воздействия окружающей среды. На корпусе расположены клеммы (токовыводы) для подключения к внешней электрической цепи.

Принцип работы: во время разряда аккумулятора на электродах происходят химические реакции, в результате которых анод отдает электроны во внешнюю цепь, а катод их принимает. Электроны, двигаясь по внешней цепи, создают электрический ток. Одновременно ионы перемещаются через электролит между электродами. Во время заряда под действием внешнего источника тока эти реакции протекают в обратном направлении, и химический состав электродов и электролита восстанавливается до первоначального состояния, запасая энергию.

Ответ: Аккумулятор устроен из двух электродов (положительного — катода и отрицательного — анода), разделенных сепаратором и погруженных в электролит. Вся эта система заключена в герметичный корпус с выведенными наружу клеммами. Его работа основана на обратимых электрохимических реакциях.