柠檬电池
2006-01-17实验原理
为什么两片柠檬外加几片铜片和铝片就可以做成一节电池呢?这里面发生了一件非常神奇的事情。在电解液当中插入两种化学活性不同的金属片,其中至少有一片金属的化学活性要强于电解液中的阳离子。然后用导线将两片金属露出电解液的一端连接起来。此时,活性较强的金属原子就会失去电子而变为阳离子进入电解液。电子通过导线传到另一金属片上,电解液中原本带有的阳离子就会在此处得电子而析出。这样,电子就有了一个运动的通路,并且金属活性的不同为电子提供了运动的动力,因此就形成了一个电池。如果将连接金属片的导线换为电子器件,在电压足够高的情况下,电子器件就可正常工作了。
我们的柠檬电池就是根据上面的原理制作而成的,铜片和铝片是两个电极,柠檬当中的汁液作为电解液,通过导线的连接就能使电流流过计算器,使它正常工作。
科学应用
上面的原理是最初使用的电池的基本原理,也是现在仍使用的大部分电池的原理。这类电池被称为化学电池,它最基本的特征就是电池在使用过程中涉及化学反应,有相关的反应物出现。我们平常使用的干电池、手机电池、车用备用电源等都属于化学电池。
在化学电池中,按照电化学体系是否可以循环使用又可将电池分为一次电池和二次电池。不可循环使用的电池被称为一次电池,而可以多次循环使用的电池就是二次电池,手机电池就属于二次电池。
按照电池体系中电解液的性质又可将电池分为酸性电池、中性电池、有机介质电池和碱性电池。我们制做的柠檬电池就属于酸性电池,普通的5号和7号电池绝大部分都属于碱性电池,现在使用的锂电池则属于有机介质电池,而中性电池是非常少见的。
除了化学电池之外,还有一种在使用过程中不发生化学反应的电池,被称为物理电池,太阳能电池就是一种典型的物理电池。
特别提示
绝大部分化学电池的电解液都会对环境造成污染,从而危害人类的生存,所以我们要妥善处理废旧电池,尽量减少对环境的污染。