Движение электрона по цепи.

[arseniiv]

Solaris86 в сообщении #1136677 писал(а):

Тогда как понимать определение э.д.с.?
Вики говорит нам:
Электродвижущая сила (ЭДС) — скалярная физическая величина, характеризующая работу сторонних сил, то есть любых сил неэлектрического происхождения, действующих в квазистационарных цепях постоянного или переменного тока. В замкнутом проводящем контуре ЭДС равна работе этих сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль всего контура.

Ну вот отсюда, например, сразу видно, что никакой электрон не обязан проходить замкнутый путь. Имеется в виду просто отношение $A_\text{ст}/q$, где $A_\text{ст}$ — вся работа сторонних сил по перемещению всего заряда $q$, перемещённого через данное сечение цепи, и потом это отношение мы по всему контуру интегрируем. При этом в большинстве мест $A_\text{ст}/q$ может быть вполне и нулём: так, в контуре выше это отношение равно нулю в электролитах и проводах (и внутри электродов), и ненулевое только там, где электролит соприкасается с электродом. И там у вас вот это:

Solaris86 в сообщении #1136512 писал(а):

$\mathrm{Zn^{2+} + 2\bar e = Zn^{0}} | \mathcal{E}_1^0 = -0.76 B\\$
$\mathrm{Cu^{2+} + 2\bar e = Cu^{0}} | \mathcal{E}_2^0 = +0.34 B\\$

и вы потом вполне нормально нашли $\mathcal E$. Эти $\mathcal E_{1,2}^0$ выше — это как раз $A_{\text{ст}\,1,2}/q_{1,2}$.

[Dmitriy40]

Solaris86 в сообщении #1136677 писал(а):

В замкнутом проводящем контуре ЭДС равна работе этих сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль всего контура.

В этой фразе не подразумевается перемещение одного конкретного электрона/иона вдоль всего контура, электроны/ионы вполне могут быть разными в разных участках цепи, главное что через каждый участок цепи проходит один и тот же заряд (они нигде не скапливаются и не рождаются). И чем именно физически переносится заряд в каждом участке цепи - для определения ЭДС не суть важно.

[Solaris86]

Мне кажется, мне станет понятней, если я смогу разобраться в следующем опыте: сделаем наш гальванический элемент резистором в другой цепи.
2 варианта подключения нашего гальванического элемента к другой цепи:
1. Анод к "+" проводу, катод к "-" проводу
При этом модуль разности потенциалов между концами проводом может иметь 3 варианта по отношению к э.д.с. нашего гальванического элемента:
1)$|\Delta\varphi| > |\mathcal{E}|$
2)$|\Delta\varphi| = |\mathcal{E}|$
3)$|\Delta\varphi| < |\mathcal{E}|$
2. Анод к "-" проводу, катод к "+" проводу
При этом модуль разности потенциалов между концами проводом может иметь 3 варианта по отношению к э.д.с. нашего гальванического элемента:
1)$|\Delta\varphi| > |\mathcal{E}|$
2)$|\Delta\varphi| = |\mathcal{E}|$
3)$|\Delta\varphi| < |\mathcal{E}|$
Что будет происходить к каждом случае?

[Dmitriy40]

Да,

Solaris86 в сообщении #1136828 писал(а):

Что будет происходить к каждом случае?

Попробуйте на него ответить.
Или возьмите вольтметр, амперметр, три одинаковых батарейки и проверьте все варианты опытом. Три - чтобы можно было две соединить последовательно и получить варианты с явным неравенством ЭДС двух батарей, из одной батарейки и из двух. Только аккуратнее с измерением тока (с замыканием всей цепи), лучше включить ещё и лампочку в цепь для его ограничения, принципиально она на результат не повлияет.

[Solaris86]

Я не могу ответить, потому что не знаю, да еще к тому же надо учитывать возможность электролиза.
$\mathrm{Zn^{2+} + 2\bar e = Zn^{0}} | \mathcal{E}_1^0 = -0.76 B\\$
$\mathrm{Cu^{2+} + 2\bar e = Cu^{0}} | \mathcal{E}_2^0 = +0.34 B\\$
$\mathrm{2H_2O^0 = 4H^++ 4\bar e + O_2^0} | \mathcal{E}_3^0 = -1.228 B\\$
$\mathrm{2H_2O^0 = 2H^++ 2\bar e + H_2O_2^0} | \mathcal{E}_4^0 = -1.776 B\\$
$\mathrm{4OH^- = 2H_2O^0 + 4\bar e + O_2^0} | \mathcal{E}_5^0 = -0.401 B\\$
$\mathrm{2Cl^- = Cl_2^0 + 2\bar e} | \mathcal{E}_6^0 = -1.359 B\\$
$\mathrm{2SO_4^{2-} = S_2O_8^{2-} + 2 \bar e } | \mathcal{E}_7^0 = -2.010 B\\$
Я не знаю, кто там будет окисляться, кто восстанавливаться...

[arseniiv]

Пренебрегите всем кроме меди и цинка. Будет недостаточно реально, ну так вам же интересен сферический случай в вакууме. Подробности конкретных химических источников тока оставьте физхимикам.

P. S. Вообще, в физике вопрос о каком-то явлении в идеале решается от совсем грубой модели ко всё более точным, но и детальным. Сложность решения, как правило, при этом увеличивается.

[Osmiy]

Solaris86
зачем так извращаться.
Вот идеальный случай. Все процессы указаны.

Начало разряда



Конец разряда