Hat der Minuspol einer Batterie eine höhere Elektronenkonzentration als der Pluspol?

Hat der Minuspol einer Batterie eine höhere Elektronenkonzentration als der Pluspol?

Wie würde sonst die Ladung zu fließen beginnen, sobald ein leitender Draht angeschlossen ist?

Antworten (2)

Ausgehend von einer Zelle mit Null-Nettoladung machen es die elektrochemischen Reaktionen innerhalb der Zelle energetisch günstig, Ladungen von einem Ende der Zelle durch die Zelle zum anderen Ende der Zelle zu bewegen.
Die Zelle bewegt Ladungen wie eine Pumpe Wasser bewegt.

Das Ende, an dem sich Elektronen ansammeln, wird als Minuspol bezeichnet, und das Ende, von dem sich Elektronen entfernt haben, wird als Pluspol bezeichnet.

Während diese Ladungsbewegung stattfindet, bauen die Ladungen an den Anschlüssen innerhalb der Zelle ein elektrisches Feld auf, das der durch die elektrochemischen Reaktionen erzeugten Bewegung entgegengesetzt ist.

Schließlich werden die Kräfte aufgrund der elektrochemischen Reaktionen, die versuchen, die Ladungen zu bewegen, durch die Kräfte aufgrund des elektrischen Felds ausgeglichen, das innerhalb der Zelle aufgrund der Umverteilung von Ladungen aufgebaut wird, und dann gibt es keine Nettowanderung von Ladungen innerhalb der Zelle.

Die Zelle hat in diesem Zustand einen „Überschuss“ an Elektronen am negativen Ende und ein „Defizit“ an Elektronen am positiven Ende.

Wenn ein leitender Metalldraht über die Klemmen der Zelle verbunden wird, bewegen sich Elektronen vom Minuspol durch den Draht zum Pluspol, während die elektrochemischen Reaktionen die ganze Zeit innerhalb der Zelle dazu führen, dass sich Elektronen vom Pluspol zum Minuspol bewegen Terminal, das versucht, das Gebührenungleichgewicht auf den beiden Terminals aufrechtzuerhalten.

1. Aus dem vorletzten Absatz Ihrer Antwort schließe ich, dass die Elektronenkonzentration am Minuspol tatsächlich höher ist als am Pluspol. Bitte bestätigen Sie, ob das richtig ist. 2. Würde es ein elektrisches Feld in der Nähe der Batteriepole in der Luft erzeugen (auch wenn die Stärke vernachlässigbar sein mag)?
@ user2555452 Die Elektronenkonzentration wäre am negativen Anschluss höher und es gäbe ein elektrisches Feld in der Luft, das nicht stark genug wäre, um eine Ionisierung der Luft zu verursachen. Das Shuttle-Ball-Experiment zeigt die Existenz eines solchen Feldes, obwohl eine viel höhere Spannungsquelle als eine Zelle erforderlich ist. m.youtube.com/watch?v=2Rh8fJnvisA mit einer Erklärung hier Practicalphysics.org/moving-charges-are-electric-current.html

Mit einem Wort, nein.

Der Minuspol einer Batterie ist das, was er ist, weil die Chemikalien an diesem Ende so eingerichtet sind, dass Elektronen leichter "freigesetzt" werden als am positiven Ende.

Das Thema "Wie leicht werden Elektronen freigesetzt?" ist ein anderes Thema als "wie viele Elektronen gibt es pro Volumen?" (dh was ist die Konzentration?)

Kommen wir nun zum anderen Teil Ihrer Frage: "Wie würde sonst die Ladung fließen, sobald ein leitender Draht angeschlossen ist?"

Sie haben Recht, wenn Sie sagen, dass 500 Elektronen, die in einen kleineren Bereich gequetscht werden, eine stärkere elektrostatische Abstoßung haben als 500 Elektronen, die über einen größeren Bereich gestreut sind. Dies ist jedoch nicht die Hauptquelle für EMF in einer Batterie. Die Hauptquelle von EMF in einer Batterie ergibt sich aus der Tatsache, dass eine der Halbreaktionen darauf abzielt, Elektronen abzugeben, und die andere Halbreaktion darauf abzielt, Elektronen aufzunehmen.

Ich nehme an, andere Leser fragen sich: "Woher wissen die Elektronen in einer Reaktion, dass sie am anderen Ende benötigt werden?" Obwohl dies in der Tat eine ziemlich interessante Frage ist, müssen wir verstehen, dass sie sich im selben Stapel von Paradoxien befindet wie „woher weiß die Murmel, die in der Schüssel herumrollt, dass sie den Gesetzen der potentiellen Energie gehorchen muss“ und „warum nicht Magnete jemals verwirrt über die gegensätze ziehen sich an?" – Ich glaube nicht, dass die Wissenschaft wirklich Antworten auf diese Fragen hat, so interessant sie auch sein mögen.

I don't think science really has answers to these questionsJa tut es. Eine Murmel muss nichts "wissen", ein Magnet kann nicht "verwirrt" werden, und das ist keine richtige Antwort auf die Frage. Es gibt kein "Paradoxon", die Gesetze des Elektromagnetismus gelten immer noch und der Strom reagiert auf einen Potentialunterschied ... also einen Unterschied in e Konzentration muss da sein.