Номер 10, страница 54, часть 2 - гдз по физике 8 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Глава III. Электрические явления. Параграф 16. Электрический ток. Действия электрического тока - номер 10, страница 54.

Условие.

10. На рисунке 16.3 показаны химические источники тока. Расскажите о превращениях энергии, происходящих при работе гальванического элемента. Для получения дополнительной информации воспользуйтесь Интернетом.

Решение.

Гальванический элемент — это химический источник электрического тока, в котором энергия, выделяющаяся в ходе самопроизвольной окислительно-восстановительной реакции, преобразуется в электрическую энергию.

Рассмотрим процесс превращения энергии на примере медно-цинкового элемента (элемента Даниэля-Якоби):

1. Исходное состояние: Внутри элемента находятся химические вещества (например, цинк, медь и растворы их солей), обладающие определенным запасом химической энергии. Эта энергия заключена в химических связях атомов и ионов.

2. Химическая реакция: При замыкании внешней цепи начинается спонтанная окислительно-восстановительная реакция. На аноде (цинковом электроде) происходит окисление цинка:
$Zn^0 - 2e^- \rightarrow Zn^{2+}$
На катоде (медном электроде) происходит восстановление ионов меди из раствора:
$Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu^0$

3. Превращение в электрическую энергию: Электроны, высвобождающиеся на аноде, движутся по внешней цепи к катоду. Это направленное движение электронов и есть электрический ток. Энергия химической реакции совершает работу по перемещению этих зарядов. Таким образом, происходит основное преобразование: химическая энергия превращается в электрическую энергию. Эта электрическая энергия может быть использована для работы различных устройств (например, для свечения лампочки).

4. Выделение теплоты: Часть химической энергии при работе гальванического элемента преобразуется во внутреннюю (тепловую) энергию. Это происходит из-за наличия внутреннего сопротивления у источника тока (сопротивление электродов и электролита), а также вследствие термодинамических процессов самой реакции. В результате элемент немного нагревается.

Таким образом, общая схема превращения энергии в гальваническом элементе следующая: химическая энергия преобразуется в электрическую энергию и, в меньшей степени, в тепловую энергию.

Ответ: При работе гальванического элемента происходит преобразование химической энергии, запасенной в реагентах, в электрическую энергию (направленное движение электронов во внешней цепи) и частично в тепловую энергию (за счет внутреннего сопротивления и термодинамических эффектов).