Физика
Термодиффузионные и термоэлектрические явления в смесях водных растворов электролитов и коллоидных растворах
А. В. Сидоровa,
В. М. Грабовb,
А. А. Зайцевa,
Д. В. Кузнецовa a Елецкий государственный университет имени И. А. Бунина, Елец, Липецкая область, Россия
b Российский государственный педагогический университет имени А. И. Герцена, Санкт-Петербург, Россия
Аннотация:
Актуальность и цели. Исследуются термоэлектрические явления в растворах смесей электролитов, к которым также относятся коллоидные растворы. Если термоэлектрические и термодиффузионные явления в растворах простых бинарных электролитов исследованы детально, то работ, посвященных исследованию указанных явлений в растворах смесей нескольких электролитов, недостаточно. Поэтому в связи с возможностью применения жидких электролитов и их смесей в термоэлектрохимических ячейках, предназначенных для прямого преобразования низкопотенциальной тепловой энергии в электрическую, данные исследования являются актуальными.
Материалы и методы. Для измерения коэффициента термоэлектрической ЭДС растворов смесей ионных электролитов и коллоидных растворов используются стандартные методики. Анализ полученных экспериментальных результатов проводится в рамках термодинамики необратимых процессов.
Результаты и выводы. На основе анализа соотношения для термодиффузионной разности потенциалов, получаемого в рамках термодинамики необратимых процессов, показывается, что величина термоэлектрической ЭДС таких растворов в начальном состоянии определяется заряженными частицами раствора, которые имеют самые высокие значения произведения числа переноса на теплоту переноса. Экспериментальные измерения в растворах смесей ионных электролитов, коллоидных растворах подтверждают данное предположение. Также из анализа экспериментальных результатов следует, что при изменении соотношения между составляющими электролитной смеси ее термоэлектрическая сила стремится к значению, которое имеет компонент смеси, обладающий самой высокой концентрацией. Данный эффект обусловлен возрастающей величиной чисел переноса заряженных частиц с ростом их концентрации.
Ключевые слова:
термоэлектрический эффект, термодиффузионный эффект, ионный электролит, коллоидный раствор, теплота переноса.
УДК:
536, 538.9, 544
DOI:
10.21685/2072-3040-2021-4-10