Miért nem mûködnek az elemek hidegben?
KS
Az elemek elektrokémiai folyamatokkal termelik az energiát az áram fenntartásához. Ez azt jelenti, hogy ha egy töltést küldünk át az elemen "menetirányban", a töltés az elembõl több energiával lép ki, mint amennyivel belépett. Azt hihetnénk, nem számít, hogy hány elektromos töltés halad át az elemen másodpercenként, miközben minden töltés szokásos nagyságú többletenergiára tesz szert az áthaladás során de nem így van. Nézzük meg, hogyan haladnak át a töltések az elemen és hogyan vesznek fel energiát.

Az elektrokémiai folyamatok szétválasztják a töltéseket az elem belsejében, és a szétválasztott töltéseket az elem kivezetéseire, az elektródokra "ültetik": az egyik elektród negatív, a másik pozitív töltésû lesz. Ez a töltésszétválasztási folyamat véletlenszerûen, statisztikus módon játszódik le egészen addig, amíg annyi töltés nem gyülemlik fel az elektródokon, amennyi megakadályozza a további töltésszétválást. Mivel az azonos töltések taszítják egymást, a töltések ha elegendõen sokan vannak egyik elektródon sem engedik, hogy újabbak érkezzenek oda.

Ha azonban egy huzalon át pozitív töltést küldünk az elem negatív elektródjára, csökkentjük az ottani negatív töltések számát, és gyengítjük a taszítóerõket. Az elemben levõ vegyszerek ezért újabb töltéspárt választanak szét. Az elem negatív elektródja visszatér a "normális" állapotba, de a pozitív elektródon eggyel több pozitív töltés lesz. Ez a töltés egy huzalon keresztül távozik az elektródról. Végsõ soron úgy tûnik, hogy a pozitív töltés "végighaladt" az elemen: belépett a negatív elektródon, és a pozitívon nagyobb energiával távozott, mint amennyivel a negatívra érkezett. Valójában az elemben lévõ vegyszerek választottak szét egy újabb töltéspárt.

Ha az elem meleg helyen van, a belsejében lévõ vegyületek gyorsan szétválasztják a töltéseket, és elég nagy áram fenntartására képesek. A hideg elemben lelassulnak az elektrokémiai folyamatok. Ha túl nagy áramot küldünk a hideg elem felé, az elem nem tud elég gyorsan töltéseket küldeni az elektródokra, és a feszültség leesik: nincs elég szétválasztott töltés az elektródokon ahhoz, hogy a töltések a korábbi energianövekedéssel "átlahadjanak" elektródon. Ha hideg elemet használunk, vigyáznunk kell arra, hogy ne küldjünk át rajta túl sok áramot, mert nem tud vele megbirkózni, és a szokásosnál kisebb lesz a feszültsége.

A fordítás Louis A. Bloomfield
How Things Work címû gyûjteménye alapján készült

Vissza a kérdésekhez http://www.kfki.hu/chemonet/
http://www.ch.bme.hu/chemonet/