Співпраця
МИСТЕЦТВО
КРАСА ТА ЗДОРОВ'Я
РЕМЕСЛО
КУЛЬТУРА ТА ІСТОРІЯ
РОЗВАГИ
СЕРЕДОВИЩЕ
ЇЖА ТА НАПІЇ
ЗБОРНА ІНЖЕНЕРІЯ
НАУК
СПОРТ
ТЕХНОЛОГІЯ
НОСИМО
Газова батарея Ґроува
Перекладено
Volt

Створено

Volt

3. вересень 2026SE
69
0
0
0
0

Газова батарея Ґроува

Кожен елемент до цього носив своє пальне із собою. Вольтів стовп з'їдав свої цинкові кружальця; елемент Даніеля з'їдав цинковий стрижень і розчин мідного купоросу. Скінчився метал — скінчився й елемент, а єдиним способом дістати більше енергії було зібрати більший. У 1839 році Вільям Роберт Ґроув, адвокат, що займався фізикою у вільний час, повідомив у Philosophical Magazine про інше. Він наполовину занурив дві платинові пластинки в розведену сірчану кислоту й замкнув верхню половину однієї у водні, а другої — у кисні. Елемент давав близько вольта, і всередині не було жодного витратного металу: платина лишалася недоторканою, витрачався газ. Він склав п'ятдесят таких елементів у те, що назвав газовою вольтовою батареєю, і нею електролізував воду, пустивши реакцію назад нею ж самою. Це і є вся ідея паливного елемента, і вона прийшла на сто двадцять років раніше, ніж нею змогли скористатися. Причина — у третьому кроці: реакція може відбуватися лише вздовж лінії, де сходяться газ, рідина й каталізатор, а на гладкому платиновому дроті ця лінія зникомо коротка. Елементи Ґроува давали добру напругу і майже жодного струму. Усе подальше — платинова чернь, пористі пластини Монда й Лангера, нікелеві електроди Бекона під тиском, сучасна мембранна збірка — це атака на одну цю геометричну задачу. Ґроув ніколи її не патентував. Він опублікував її в листі й перейшов до суперечок про збереження енергії.
Середній
45 хвилин

Інструкції

1

Складіть два газові півелементи

Наповніть наполовину склянку на 250 мл сірчаною кислотою 1 М (розведіть 55 мл 50-відсоткової кислоти до 500 мл, кислоту В воду, в окулярах і рукавицях). Наповніть дві пробірки тією ж кислотою, переверніть їх у склянку, не впускаючи повітря, і закріпіть горлом донизу. Проведіть усередину кожної пробірки платиновий дріт так, щоб його нижній кінець лишався в рідині, а верхній — у порожній верхівці пробірки.

Матеріали для цього кроку:

Сірчана кислотаСірчана кислота60 мл
Платиновий дрітПлатиновий дріт2 штук
Дистильована водаДистильована вода500 мл

Необхідні інструменти ({count})

Склянка з боросилікатного склаСклянка з боросилікатного скла
Набір пробірокНабір пробірок
Лабораторні захисні окуляриЛабораторні захисні окуляри
Хімічно стійкі рукавичкиХімічно стійкі рукавички
Набір лабораторного штатива із затискачамиНабір лабораторного штатива із затискачами
2

Зарядіть її власним газом і зніміть покази

Під'єднайте обидва платинові дроти до джерела 3 В на 60 секунд. Газ збирається вгорі пробірок: водень на негативному дроті, кисень на позитивному, водню приблизно вдвічі більше. Вимкніть джерело і прикладіть мультиметр просто до тих самих двох дротів. Знімайте напругу холостого ходу кожні 30 с протягом п'яти хвилин і записуйте. Потім навантажте 1 кОм і зніміть напругу знову: струм — це та напруга, поділена на 1000.

Необхідні інструменти ({count})

Регульоване лабораторне джерело живленняРегульоване лабораторне джерело живлення
Цифровий мультиметр лабораторного класуЦифровий мультиметр лабораторного класу
Вимірювальні дроти із затискачами «крокодил»Вимірювальні дроти із затискачами «крокодил»
Набір резисторів 1/4 ВтНабір резисторів 1/4 Вт
СекундомірСекундомір
3

З'ясуйте, що його душить

Ваш елемент тримає пристойну напругу і віддає жалюгідний струм. Це власний результат Ґроува, і в нього чотири можливі причини. Перевірте їх у такому порядку: кожна перевірка змінює одне, а відповідь називає вузьке місце.

Flow

Loading...

Необхідні інструменти ({count})

Цифровий мультиметр лабораторного класуЦифровий мультиметр лабораторного класу
4

Вольт, який не перевершити

Завантаження блокнота Jupyter…

Необхідні інструменти ({count})

Настільний комп'ютерНастільний комп'ютер
5

Історія і контекст

Що опублікував Ґроув (1839, Philosophical Magazine, сер. 3, т. 14): два платинові електроди, розведена сірчана кислота, водень над одним і кисень над другим, близько вольта на елемент, п'ятдесят послідовно. Патент ніколи не подавали. Назва паливний елемент не його: Людвіг Монд і Карл Лангер вигадали її 1889 року для версії з пористими пластинами й матрицею, що тримає електроліт. Сучасна специфікація складання (виведена, не Ґроувова): сірчана кислота 1 М замість не названої ним міцності, платиновий дріт замість пластинок і лабораторне джерело замість другої батареї для добування газу. Хімія та сама. Чому це чекало: платина була єдиним придатним каталізатором, а реакція йде лише там, де стикаються газ, кислота й метал. Френсіс Бекон від 1932 до 1959 року замінював платину пористим нікелем під тиском і дійшов до 5 кВт; предком елементів, що літали на Apollo, є саме та машина, а не Ґроувова. Чесне прочитання Ґроува: він довів принцип і лишив інженерію відкритою на століття.

Матеріали

3

Необхідні інструменти

11

CC0 Суспільне надбання

Це креслення випущено під ліцензією CC0. Ви можете вільно копіювати, змінювати, поширювати та використовувати цю роботу для будь-яких цілей без запиту дозволу.

Підтримайте мейкера, купуючи продукти через його креслення, де він отримує Комісію мейкера встановлену вендорами, або створіть нову ітерацію цього креслення та включіть його як зв'язок у власне креслення для розподілу доходу.

Обговорення

(0)

Увійти щоб приєднатися до обговорення

Завантаження коментарів...