演示约定:固定电子转移数 n=2、F=96485 C/mol,控制电池电动势 E。令电池电动势 E(n=2)=1.1 V,计算 ΔG=−2×96485×E,并除以 1000 换成 kJ/mol,得到吉布斯自由能变 ΔG=-212.3 kJ/mol。E>0 对应 ΔG<0,电势越大,理想可输出的最大非体积功越大。
公式、图像和实验参数马上就绪。
公式、图像和实验参数马上就绪。
改变“电池电动势 E(n=2)”时,吉布斯自由能变 ΔG会怎样变化?
电池能够输出的最大非体积功与转移电子数、电荷常数和电池电动势相联系。 在交互演示中,纵轴严格表示“吉布斯自由能变 ΔG”,不再使用没有物理或数学含义的响应百分比。
先辨认公式中的量:ΔG:吉布斯自由能变;n:转移电子数;F:法拉第常数;E:电池电动势。先确定题目要求的是哪一个量,再决定是否需要移项或换算单位。
本页只改变“电池电动势 E(n=2)”,其余量采用明确的演示约定:固定电子转移数 n=2、F=96485 C/mol,控制电池电动势 E。这样曲线上的变化只来自一个变量。
按通式 ΔG=−nFE 建立计算关系。当前模型的实际计算是:计算 ΔG=−2×96485×E,并除以 1000 换成 kJ/mol。
E>0 对应 ΔG<0,电势越大,理想可输出的最大非体积功越大。 数据曲线展示的是这一真实计算结果,动画中的当前点也取自同一结果。
最后检查适用边界:E 与 ΔG 必须对应同一组成和温压状态;E>0 对应 ΔG<0。 若输入触及无定义点,界面会明确显示“无有效结果”,曲线也会在该处断开。
演示约定:固定电子转移数 n=2、F=96485 C/mol,控制电池电动势 E。令电池电动势 E(n=2)=1.1 V,计算 ΔG=−2×96485×E,并除以 1000 换成 kJ/mol,得到吉布斯自由能变 ΔG=-212.3 kJ/mol。E>0 对应 ΔG<0,电势越大,理想可输出的最大非体积功越大。
E 与 ΔG 必须对应同一组成和温压状态;E>0 对应 ΔG<0。
固定电子转移数 n=2、F=96485 C/mol,控制电池电动势 E
读图时先看横轴“电池电动势 E(n=2)”,再看纵轴“吉布斯自由能变 ΔG”。演示中固定的量只是为了形成一条可比较曲线,不是通式额外增加的普遍条件。
调节“电池电动势 E(n=2)”,在“固定电子转移数 n=2、F=96485 C/mol,控制电池电动势 E”的约定下,用真实计算曲线和变量关系理解 ΔG=−nFE。
调节“电池电动势 E(n=2)”,在“固定电子转移数 n=2、F=96485 C/mol,控制电池电动势 E”的约定下,用真实计算曲线和变量关系理解 ΔG=−nFE。
当前输入为 1.1 V,实时结果为 -212.3 kJ/mol。
再比较最小、基准、最大三个值,并用适用条件排除无意义输入。