化学能转化为电能的条件

Question

化学能可以转化成很多形式的能量，燃烧中和等反应放出热能，但是设计成原电池化学能会转化成电能，而且加盐桥后转化成电能的效率还挺高，那么化学能转化为电能而不是内能的条件是什么，转化成电能和内能过程不同点是什么，请高手明示。

Answer 1

根据电流的热效应 电阻越小 热效应越小，盐桥增大回路电导减小电阻 所以化学能转化成电能效率高了 。而且热能是自然界中最低级的能量。根据热力学第二定律 热能不能100%转化成其他形式的能量而不引其他环境的变化（example：汽车发动机烧油（热机）的能量不可能完全利用，必有一部分热能散失），但反过来电能可以100%转化成热能（example：纯电阻电路）。所以转化电能条件是尽可能减少热效应，即减小回路电阻。转化成电能需要一个回路，因为形成电流才有电能，故必须有电荷定向移动，需要搭建一定的装置，而转化热能则简单多了直接放一块儿就行了。也可以理解这样 转化热能过程 先转化电能 此时因接触面积很大则电流无限大（瞬间）而电阻固定存在 所以瞬间转换成热能了。个人愚见。
ps（热能与内能有点小小区别 内能指物质内部存在的能量包括分子热运动的动能 分子间作用力引起的势能 以及分子在某温度下具有的热能）

Answer 2

化学能转化为电能，也就是说要将某个化学反应设计成电池中的反应，这个反应必须符合两个条件：一、是释放能量的反应，因为只有反应过程释放能量，才可能将释放的能量变为电能；二、反应是氧化还原反应，因为只有氧化还原反应才有电子的转移，才可能设计成有电子定向移动的电池。
所以一般放热的氧化还原反应可以设计成电池反应，如较活泼金属与酸、燃烧反应等。追问

我的意思是说既然是相同的反应，能量的转化却不一样的原因。虽然电池中氧化与还原分开了，但是同为电子转移，之间有什么原因使能量形式不同。

追答

关键是设备，装置不同导致的呀，如氢氧燃料电池，直接燃烧，虽然也有电子转移，但是转移是没有定向的，没有载体的，所以形成不了电流，释放了能量，转移了电子，又有什么用呢？如果用电池装置，再去反应，就不一样了，释放的能量可以通过电子的定向移动转化成电能。

追问

能提供一些微观的解释吗，难道电子的定向移动是电能，不定向移动是内能？

追答

定向移动就可以将能量转化为电能，电能只有通过带电微粒的定向移动才能够实现。

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Answer 3

举两个例子给你看看会不会更助于你的理解：以氢气的燃烧和氢气在燃料电池中的反应为例，首先二者同是化学反应；氢气燃烧时是氢气跟空气反应，此时反应中氢原子失去的电子直接被氧气得到，电子没有经过定向移动形成电流，而是直接被氧气得到了，所以没有电能利用，但是反应的同时有热量放出，通常被利用的就是这个热量可以转为内能；而在燃料电池中氢气与氧气反应被隔离开分别在阳极及阴极反应，氢气在阳极的反应失去电子被导出经过外电路后到阴极，到达阴极后才被氧气得到，所以有电能的部分，而热能的部分就是此反应也有热量产生，如果此部分热能也被利用的话，那么这个反应的电能和热能都得到了利用，同样其中的热能会转化为内能。

Answer 4

以锌铜为例。若将锌片放在硫酸铜溶液中，锌铜之间电子转移引起的能量变化只能以热能形式释放。但加盐桥后形成原电池就能实现将化学能转化电能。原电池；两极连线中有电流通过，说明两极之间存在电势差（叫做原电池的电动势）也就为转化电能提供前提。

Answer 5

腐蚀原电池就是化学能全部转化成内能而不能对外做功产生电能的例子。