Теплоемкость, электроемкость, емкость аккумулятора, энергоемкость и просто емкость. Общее и различие?


Теплоемкость, электроемкость, магнитная емкость,  емкость аккумулятора, энергоемкость и просто емкость. Общее и различие?

Теплоёмкостько­ли­че­ст­во те­п­ло­ты, по­гло­щае­мой (вы­де­ляе­мой) те­лом в про­цес­се на­гре­ва­ния (ос­ты­ва­ния) на 1 кельвин.
Единица измерения = Дж/Кельвин

Кельвин - единица термодинамической температуры, его величина устанавливается фиксацией численного значения постоянной Больцмана равным в точности 1,380 6X⋅10−23, когда она выражена единицей СИ м2кгс−2К−1, что эквивалентно ДжК−1.

Большая Советская Энциклопедия.
Температурные шкалы

Принципиальный недостаток эмпирической Т. ш. — их зависимость от термометрического вещества — отсутствует у термодинамической Т. ш., основанной на втором начале термодинамики (См. Второе начало термодинамики). При определении абсолютной термодинамической Т. ш. (шкала Кельвина) исходят из Карно цикла. Если в цикле Карно тело, совершающее цикл, поглощает теплоту Q1 при температуре T1 и отдаёт теплоту Q2 при температуре Т2, то отношение T1 / T2 = Q1 / Q2 не зависит от свойств рабочего тела и позволяет по доступным для измерений величинам Q1 и Q2 определять абсолютную температуру. Вначале основной интервал этой шкалы был задан точками таяния льда и кипения воды при атмосферном давлении, единица абсолютной температуры соответствовала Генеральные конференции по мерам и весам) установила термодинамическую Т. ш. с одной реперной точкой — тройной точкой воды, температура которой принята 273,16 К (точно), что соответствует 0,01 °С. температура Т в абсолютной термодинамической Т. ш. измеряется в Кельвинах (К). Термодинамическая Т. ш., в которой для точки таяния льда принята температура t = 0 °С, называется стоградусной. Соотношения между температурами, выраженными в шкале Цельсия и абсолютной термодинамической Т. ш.:
TK = t °C + 273,15K, nK= n °C,
так что размер единиц в этих шкалах одинаков. В США и некоторых др. странах, где принято измерять температуру по шкале Фаренгейта, применяют также абсолютную Т. ш. Ранкина. Соотношение между кельвином и градусом Ранкина: nK = 1,8n °Ra, по шкале Ранкина точка таяния льда соответствует 491,67 °Ra, точка кипения воды 671,67 °Ra.
Любая эмпирическая Т. ш. приводится к термодинамической Т. ш. введением поправок, учитывающих характер связи термометрического свойства с термодинамической температурой. Термодинамическая Т. ш. осуществляется не непосредственно (проведением цикла Карно с термометрическим веществом), а с помощью других процессов, связанных с термодинамической температурой. В широком интервале температур (примерно от точки кипения гелия до точки затвердевания золота) термодинамические Т. ш. совпадают с Т. ш. Авогадро, так что термодинамическую температуру определяют по газовой, которую измеряют газовым термометром. При более низких температурах термодинамическая Т. ш. осуществляется по температурной зависимости магнитной восприимчивости парамагнетиков (см. Низкие температуры), при более высоких — по измерениям интенсивности излучения абсолютно чёрного тела (см. Пирометрия). Осуществить термодинамическую Т. ш. даже с помощью Т. ш. Авогадро очень сложно, поэтому в 1927 была принята Международная практическая температурная шкала (МПТШ), которая совпадает с термодинамической Т. ш. с той степенью точности, которая экспериментально достижима. Все приборы для измерения температуры градуированы в МПТШ.
Лит.: Попов М. М., Термометрия и калориметрия, 2 изд., М., 1954; Гордов А. Н., Температурные шкалы, М., 1966; Бурдун Г. Д., Справочник по Международной системе единиц, М., 1971; ГОСТ 8.157—75. Шкалы температурные практические.
Д. И. Шаревская.

Большая Российская энциклопедия.

Ны­не при­ме­ня­ют­ся тер­мо­ди­на­мич. про­пор­цио­наль­ные Т. ш., при­бли­жен­ные к ним прак­ти­че­ские Т. ш. и ин­тер­валь­ные прак­ти­че­ские Т. ш. (шка­лы раз­но­стей, к ним от­но­сят­ся шка­лы Фа­рен­гей­та, Цель­сия и Ре­о­мю­ра). Еди­ни­ца из­ме­ре­ния тер­мо­ди­на­мич. про­пор­цио­наль­ной Т. ш. в СИ – кель­вин (К), ра­вен 1/273,16 темп-ры трой­ной точ­ки во­ды.
Не­по­сред­ст­вен­ное при­ме­не­ние тер­мо­ди­на­мич. Т. ш. за­труд­ни­тель­но, по­это­му ис­поль­зу­ют ус­та­нов­лен­ные прак­ти­че­ские Т. ш. (ПТШ), ба­зи­рую­щие­ся, как пра­ви­ло, на ря­де ре­пер­ных то­чек темп-ры, в ка­че­ст­ве ко­то­рых ис­поль­зу­ют трой­ные точ­ки фа­зо­вых со­стоя­ний, точ­ки плав­ле­ния и за­твер­де­ва­ния разл. ве­ществ. Мак­си­маль­но при­бли­же­на к тер­мо­ди­на­мич. Т. ш. Ме­ж­ду­на­род­ная прак­ти­че­ская тем­пе­ра­тур­ная шка­ла МТШ-90, при­ня­тая на 17-й сес­сии Кон­суль­та­тив­но­го к-та по тер­мо­мет­рии в 1989 и ут­вер­ждён­ная Ме­ж­ду­на­род­ным ко­ми­те­том мер и ве­сов. Шка­ла МТШ-90 ус­та­нов­ле­на и реа­ли­зуе­ма с точ­ки 0,65 К и не ог­ра­ни­че­на свер­ху. Рас­хо­ж­де­ния ме­ж­ду МТШ-90 и тер­мо­ди­на­мич. Т. ш. не пре­вы­ша­ют 1–3 мК. Как и все пре­ды­ду­щие ПТШ, она опи­ра­ет­ся на 17 ре­пер­ных то­чек.
Ин­тер­валь­ные Т. ш. по-преж­не­му при­ме­ня­ют­ся в раз­ных стра­нах (шка­ла Рео­мю­ра прак­ти­че­ски вы­шла из упот­реб­ле­ния). Ис­поль­зу­ет­ся так­же тер­мо­ди­намич. Т. ш. Рен­ки­на (Ra), в ко­то­рой ноль сов­па­да­ет с 0 К, а 1 °Ra= 1 °F. Со­от­но­ше­ния ме­ж­ду еди­ни­ца­ми из­ме­ре­ния и темп-ра­ми по раз­ным Т. ш. (шка­ла Кель­ви­на – tК, Цель­сия – tц, Ре­о­мю­ра – tR, Фа­рен­гей­та – tF, Рен­ки­на – tRa) сле­дую­щие: 1 °С=1 К, 1 °R=1,25 °С=1,25 К, 1 °F=5/9 °С=5/9 К=1 °Ra; tК=tц+273,15; tц=1,25tR, tК=1,25tR+273,15, tц=5/9(tF-32), tК=5/9(tF-32)+273,15, tК=5/9tRa. Не­об­хо­ди­мо иметь в ви­ду, что при пред­став­ле­нии ре­зуль­та­тов из­ме­ре­ний в шка­лах Цель­сия, Фа­рен­гей­та и Ре­о­мю­ра (в от­ли­чие от тер­мо­ди­на­мич. Т. ш.) нель­зя вы­ра­жать по­греш­ность из­ме­ре­ний в про­цен­тах, т. к. на­ча­ло от­счё­та в этих шка­лах вы­бра­но про­из­воль­но. Так­же не­вер­ны ут­вер­жде­ния об из­ме­не­нии, напр., темп-ры Цель­сия в к.-л. чис­ло раз: 10 °С и 15 °С от­ли­ча­ют­ся на 5 °С, но не в 1,5 раза.
Функ­цио­наль­но свя­за­ны с тер­мо­ди­на­мич. Т. ш. шка­лы яр­ко­ст­ной темп-ры, ра­диа­ци­он­ной тем­пе­ра­ту­ры, цве­то­вой тем­пе­ра­ту­ры, шу­мо­вой тем­пе­ра­ту­ры.

=============================================================================================

Электри́ческая ёмкость — характеристика проводника, мера его способности накапливать электрический заряд.

В теории электрических цепей ёмкостью называют взаимную ёмкость между двумя проводниками; параметр ёмкостного элемента электрической схемы, представленного в виде двухполюсника. Такая ёмкость определяется как отношение величины электрического заряда к разности потенциалов между этими проводниками[1].
В Международной системе единиц (СИ) ёмкость измеряется в фарадах, в системе СГС — в сантиметрах.

К примеру, ёмкость проводящего шара (или сферы) радиуса R равна (в системе СИ): C = 4 π ε 0 ε r R , {displaystyle C=4pi varepsilon _{0}varepsilon _{r}R,}
 Понятие ёмкости также относится к системе проводников, в частности, к системе двух проводников, разделённых диэлектриком или вакуумом, — к конденсатору.


В этом случае ёмкость (взаимная ёмкость) этих проводников (обкладок конденсатора) будет равна отношению заряда, накопленного конденсатором, к разности потенциалов между обкладками. Для плоского конденсатора ёмкость равна:
C = ε 0 ε r S d , {displaystyle C=varepsilon _{0}varepsilon _{r}{frac {S}{d}},} где S — площадь одной обкладки (подразумевается, что обкладки одинаковы), d — расстояние между обкладками, εr — относительная диэлектрическая проницаемость среды между обкладками.

====================================================================================================

Квантовая ёмкость — дополнительная электрическая ёмкость между затвором и двумерным электронным газом (ДЭГ), возникающая благодаря низкой по сравнению с металлами плотностью состояний в ДЭГ.
Была впервые введёна Serge Luryi в1988 году[1] для характеристики изменения химического потенциала в инверсионных слоях кремния и ДЭГ в GaAs.
ДЭГ и затвор представляют собой обычный конденсатор с включённой последовательно квантовой ёмкостью.

Емкость молекулы  в окислительно - востановительных реакциях.

Молекула, атом как наноконденсатор в аккумуляторах.

Чем отличается емкость конденсатора от емкости акумулятора?

На́нопроводнико́вый аккумуля́тор — вид литий-ионного аккумулятора, изобретённый группой под руководством д-ра И Цуя (Yi Cui) в Стэнфордском университете в 2007 г. Изобретение состоит в замене традиционного графитового анода аккумулятора на анод из нержавеющей стали, покрытый кремниевым нанопроводником. Кремний, способный удерживать в 10 раз больше лития чем графит, позволяет создавать значительно большую плотность энергии на аноде, снижая таким образом массу аккумулятора. В будущем увеличение площади поверхности анода позволит ускорить процесс зарядки и разрядки.

Конструкция

Первоначально провели исследование традиционных кремниевых анодов, но они были отвергнуты в связи с тенденцией кремния растрескиваться и увеличиваться в объёме. Такой анод становится неработоспособным, потому что в процессе работы трещины заполняются литием. Нанопроводник свободен от этого недостатка. По словам доктора Кю, аккумуляторы достигали десятикратной плотности заряда при первой зарядке и затем стабилизировались на уровне восьмикратной плотности при последующих зарядках. Поскольку это достигается только за счёт усовершенствования анода, необходимо будет провести эквивалентное изменение катода, чтобы получить максимальное повышение плотности хранения энергии.
Как ожидается, коммерциализация изобретения продлится до 2012 года.[1] За это время стоимость хранения ватт-часа энергии станет такой же или даже меньше по сравнению с обычными литий-ионными аккумуляторами. Следующий важный этап — тестирование жизненного цикла — должен быть скоро завершен, группа рассчитывает добиться не менее тысячи циклов на аккумулятор.

Аккумуляторы с плотностью хранения энергии 15 А-ч на 1 г веса

Группа исследователей из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (Pacific Northwest National Laboratory) и Принстонского университета (Princeton University) создали электрод, который теоретически может позволить конструировать аккумуляторы с плотностью хранения энергии 15 А-ч на 1 г веса. Под весом здесь следует понимать массу использованного в электроде графена, из которого в основном и состоит необычное изделие. В статье, недавно опубликованной в журнале Nano Letters, рассказывается о сложном технологическом процессе, который дает возможность получить из листов двумерного углерода необычную пространственную структуру, более всего напоминающую пену. Для этого растворитель с множеством частичек графена пришлось смешать с водой и неким специфическим связующим веществом. Полученный состав как следует «взбили» для образования множества пузырьков газа, после чего жидкую составляющую удалили. В результате подобных манипуляций в массе графена образовались и затвердели сферические полости диаметром 3-4 мкм.

Новый электрод прекрасно работает в составе литий-воздушных аккумуляторов, причем в отсутствии каких-либо дорогостоящий катализаторов. Правда, пока рекордные показатели демонстрируются лишь в атмосфере чистого кислорода, так как влага из воздуха снижает КПД системы. Но изобретатели намерены решить эту проблему путем добавления в конструкцию батареи специальной мембраны, которая пропускала бы внутрь один лишь кислород.

==================================================================================================

Энергия в еде. Энергетическая ценность продуктов питания при окислении

==================================================================================================
 
Емкость аккумулятора - это техническая характеристика, показывающая тот период времени, в течении которого аккумулятор будет производить питание подключенной к нему нагрузки. Единицей измерения емкости аккумулятора является ампер-час, если же аккумулятор небольшой, то миллиампер-час. Определяется емкость аккумулятора по формуле, которая представляет собой произведение постоянного тока разряда аккумулятора (в амперах или миллиамперах) на время его заряда (в часах):
Электрохими́ческие суперконденса́торы (англ. electrochemical supercapacitors) — разновидность суперконденсаторов, в которой сохранение энергии происходит с участием обратимых окислительно-восстановительных электрохимических процессов (фарадеевских процессов) в приповерхностном слое электродного материала.

===============================================================================================

ФАРАДЕЕВСКИЕ И НЕФАРАДЕЕВСКИЕ ПРОЦЕССЫ [c.290]

    В малополяризующемся электроде преобладает первый процесс, в сильнополяризующемся — второй процесс. Емкость двойного слоя определяется так же, как емкость обычного конденсатора, имеющего утечку. Емкости конденсатора соответствует емкость двойного слоя, а сопротивлению утечки — величина, обратная скорости электродной реакции в процессе электролиза. Емкость удобно измерять в таких условиях, когда практически в конденсаторе нет утечки, т. е. когда сила фарадеевского тока незначительна по сравнению с нефарадеевским, [c.225]

    Во всей области потенциалов, включая ту, в которой реакции переноса заряда не протекают, так как они невозможны термодинамически или кинетически, строение границы раздела электрод — раствор может изменяться при изменении потенциала или концентрации раствора и могут происходить процессы без электролиза, такие, как адсорбция или десорбция. Так как в них электроны не переносятся, то эти процессы называют не-фарадеевскими, однако они могут давать свой вклад в ток, протекающий через электрохимическую ячейку, как и фарадеевские процессы. При наличии фарадеевских процессов нефарадеевские процессы тоже протекают, хотя иногда и измененные, [c.290]

    Дело в том, что при пропускании тока часть его затрачивается на электрохимический процесс ( фарадеевский ток), часть же — на изменение заряда двойного слоя, если потенциал электрода меняется (нефарадеевский ток). [c.225]

    Нестационарные измерения проводят до окончания переходных процессов, поэтому проходящий через систему ток включает как фарадеевскую, так и нефарадеевские составляющие. Такие измерения применяют для определения кинетических параметров быстрых электрохимических реакций (путем измерения кинетического тока в условиях, когда вклад концентрационной поляризации еще мал), а также для определения свойств поверхности электрода, в частности, емкости д.э.с. (путем измерения нефарадеевского тока). [c.137]

    За последние 20 лет большое внимание уделялось сведению к минимуму или устранению доли так называемого тока заряжения из показания прибора, как наиболее существенной не-фарадеевской компоненты. В самом деле, большинство новых полярографических методов было создано, чтобы добиться этого. Возможность конкретного метода отделить ток заряжения фактически определяет нижний предел обнаружения или чувствительность метода. Это следует из того, что при электрохимическом восстановлении или окислении небольших концентраций электрохимически активного вещества ток заряжения может оказаться больше, чем фарадеевский ток, и полностью замаскировать необходимый параметр 1>. Кроме того, при использовании теоретических соотношений подразумевается возможность точно вычесть или элиминировать лг/-, и систематическое применение современной полярографии исходит из того, что это можно сделать. Поэтому роль нефарадеевской части суммарного электродного процесса не может быть преувеличена. [c.291]


    В книге впервые проведен последовательный анализ электрохимического импеданса для различных электродных процессов с учетом представления о невозможности априорного разделения фарадеевского и нефарадеевского токов при наличии явлений адсорбции, явившегося камнем преткновения для многих зарубежных ученых. [c.5]

    Адсорбция электрохимически активных веществ может повлиять не только на фарадеевский электродный процесс, но и на нефарадеевский процесс, причем более сложно и часто не очень понятным образом. При потенциалах адсорбции и десорбции происходят изменения дифференциальной емкости и возникают острые пики [94]. В интервале потенциалов, в котором вещество адсорбируется на поверхности электрода, емкость двойного слоя понижается. В полярографии адсорбция может привести еще к изменению периода капания КРЭ. В перемен-вотоковой полярографии (см. гл. 7) при потенциалах адсорбции или десорбции могут возникнуть так называемые тенсам-метрические волны, имеющие вид пиков. [c.293]

    Если вместо уравнений (32) - (34а) можно применять приближенные уравнения (36) - (38), что осуществимо при высокой концентрации постороннего электролита и в отсутствие специфической адсорбции реагирующих частиц, то математическое рассмотрение фарадеевского импеданса выглядит довольно просто. При таких обстоятельствах фарадеевский импеданс можно считать независимым от нефарадеевского (двойнослойного) импеданса. В случае процессов переноса заряда при смешанном диффузионно-кинетическом контроле фарадеевский импеданс можно получить из периодического решения уравнений (36) - (38), (40), (41) с угловой частотой со, полагая = =-Fpsin ot. Если отклонение от равновесия мало (Inl < 5 мВ), то [c.242]

    Колебания концентрации адсорбируюшегося ЭАВ у поверхности электрода при наложении переменного напряжения должны сопровождаться и колебаниями емкости двойного слоя. Поэтому ток ячейки в ВПТ-С без ФС включает и соответствующую нефарадеевскую составляющую. Такие сложные переменные токи, получающиеся при сочетании фарадеевских (электрохимических) и нефарадеевских (адсорбционных) процессов, Бреер назвал токами переориентации [7]. [c.47]

    На электродах протекают процессы двух принципиально различных типов. Процессы первого типа — пересечение электронами границы раздела электрод — раствор. В этих процессах происходит окисление или восстановление, и так как они подчиняются закону Фарадея, их называют фарадеевскими процессами. Фарадеевский ток (как это уже было показано) определяется механизмом электродного процесса или процессом массопереноса, используемым видом полярографии и зависит от того, чем ограничена скорость электролиза диффузией, переносом электрона, кинетикой химических реакций, адсорбцией и т. д. За редким исключением, в аналитических приложениях полярографии мы будем иметь дело с применением фа-радеевских процессов. Предыдущее обсуждение касалось процессов только этого класса, и обычно подразумевалось, что весь ток, протекающий через электрохимическую ячейку, получается от редокс-пары. Однако в действительности это не так, и одна из главных проблем в полярографии связана с процессами второго типа — нефарадеевский ток. [c.290]


    Фарадеевским называют ток, протекающий между раствором и электродами вследствие окислительно-восстановительных процессов. Протекание нефара-деевского тока не приводит к каким-либо электрохимическим изменениям примерами нефарадеевских токов служат полярографические токи заряжения и то-.ки, возникающие в емкостной цепи. [c.86]

====================================================================================================

Энергоёмкость — величина потребления энергии и (или) топлива на основные и вспомогательные технологические процессы изготовления продукции, выполнение работ, оказание услуг на базе заданной технологической системы.
Численным выражением энергоёмкости системы является показатель, представляющий собой отношение энергии, потребляемой системой, к величине, характеризующей результат функционирования данной системы. Часто используются следующие способы расчёта энергоёмкости: кВт*ч/ед. изделия (для электроэнергии); Гкал/ед. изделия (для тепла);пересчитанного в т у. т. электроэнергии и тепла); затраты на энергию и топливо/выручка предприятия; затраты на энергию и топливо/ВВП.

удельная энергия химического источника тока — удельная энергия Отношение энергии химического источника тока к его объему или массе.

Плотности хранения энергии, тепла, работы.
Таблица практически достижимых плотностей хранения энергии обычными методами (не ВВ)

(кДж/кг = kJ/kg) (МДж/м3 = MJ/m3) Тепловая энергия , Вода, перепад температуры 100oC - 40oC 250 250 Камни, горные породы, перепад температуры 100oC - 40oC 40 - 50 100 - 150 Железо (сталь), перепад температуры 100oC - 40oC 30 230 Тепловая энергия , Камни, горные породы, перепад температуры 400oC - 200oC 160 430 Железо (сталь) , перепад температуры 400oC - 200oC 100 800 Обычные топлива, Сырая нефть 42 000 37 000 Уголь 32 000 42 000 Сухое дерево 12 500 - 20 000 10 000 - 16 000 Искуственные = синтетические Водород, газ 120 000 10 Водород, жидкий 120 000 8 700 Метанол - метиловый спирт 21 000 17 000 Этанол - этиловый спирт 28 000 22 000 Электрохимическая энергия Свинцово-кислотная батарея 40 - 140 100 - 900 Никель-кадмиевая батарея 350 350 Литий-ионная батарея 700 1400 Механическая энергия, Гидрогенерация, 100 м напора 1 1 Сжатый воздух - 15 Маховое колесо- гироскоп, (flywheel), сталь 30 - 120 240 - 950 Маховик - гироскоп, композитные материалы > 200 > 100 (кДж/кг = kJ/kg) (МДж/м3 = MJ/m3)






Рейтинг работы: 0
Количество рецензий: 0
Количество сообщений: 0
Количество просмотров: 4
© 12.04.2019 Юрий Пиотровский
Свидетельство о публикации: izba-2019-2536537

Рубрика произведения: Проза -> Мистика










1