Evrim Ağacı Soru & Cevap
Reklamı Kapat
Puan Ver
1
Puan Ver

Detaylı bir şekilde anlatır mısınız her yönüyle pil nasıl çalışır?

Bu kadar genel bir soruyu sormak istemiyordum ama araştırmama rağmen detaylı bir anlatım bulamadım (muhtemelen nereye bakacağımı bilmediğimden) istediğim pilin mekanizmasını detaylıca her yönüyle anlamak hem teorik hemde pratik açıdan lütfen detaylı bir açıklama yapın. Nasıl enerji depolar nasıl şarj edilir nasıl depolu enerjiyi açığa çıkarır gibi gibi ama tekrar yazıyorum istediğim açıklama yüzeysel bir açıklama değil yani şöyle bir şey aramıyorum " kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürür " merak ettiğim bunu nasıl yaptığı volt elektro motor kuvveti akım gibi terimleride açıklarsanız sevinirim teşekkürler

1
Teşekkür (1)
Hatırla
Takip
Paylaş
Reklamı Kapat
1 Cevap

Hemen en açıklayıcı şekilde ve elektrokimyasal altyapısını da vererek pil kavramını anlatayım.

1.Bizi pil yapımına götürecek Yükseltgenme-İndirgenme Tepkimesi ve Kaynağı Nedir?

Atomlar , çekirdekleriyle elektronları arasında elektrostatik kuvvetlerinin kararlılığını sağlamak için elektronlarını başka atomlar arasında yerdeğiştirerek belirli tepkimeler yaratırlar ve farklı bileşikler oluştururlar. Bu bileşikler , atomların farklı elektron paylaşımları yada alışverişleriyle kurulduğu için , asıl elektron yapısına göre atomu farklı elektriksel düzeyde tutabilir. (Yani bir atomun aldığı yada paylaştığı elektronların farklı kombinasyonlarda oluşuna göre yük düzeyinin örneğin kimi zaman +3 kimi zaman 4 , 5 olabilmesi) Bu durum , atomun kendisini içeren bileşiklerinin arasında , uygun şartlarda farklı pozisyonlara geçebilmesine yol açar. Yani bileşikler arasındaki elektron alış verişinin aslında bileşiğin içerdiği ortak atomun elektriksel yükün değiştirmesine yol açar. Bu yüzden bir atomun yük artışı diğerinin eksiltilmesiyle sonuçlanır.

2.Bir Yükseltgenme-İndirgenme Tepkimesi Nasıl İşleyebilir ve Önemli Şartları Nedir ?

Örnek : Organik Bileşik Yükseltgenmesi (Alkan -> Alkol geçişi)

H2C=CH2 Yapısının H3O+ (hidronyum) ile karşılaştığını düşünelim. Hidronyumun oksijeni pozitif durumdadır , proton fazlalığını (hidrojenlerinden birini) karbon bağına bırakmak isteyecektir. Çift bağın uzunluğundan ve karbonun elektron yoğunluğunu üzerinde tutmasından ötürü bu yavaş da olsa olası bir durumdur. Sonrasında bağın iki tarafından biri pozitif karbon içerir hale gelir. Etraftaki bir su molekülünün elektron yoğunluğu yüksek olan oksijeni , hemen bu pozitif karbon yapısını tutmak isteyecektir. Bu sayede oksijen kısmen pozitif yüklenir ve bir hidrojenini , başka su molekülüne bırakarak onu hidronyuma çevirir. Böylece H2C-OH yani alkol elde edilir.

Birinci bileşikteki karbonun elektriksel durumu , -2 iken alkole çevrilince -1 olduysa yükseltgenmiş demektir. Bu hikayenin içeriği elektron aktarımı için elektronegatiflik farkları ve elektron aktarımları için bir katalizörden ibarettir.

3.Yükseltgenme ve İndirgenmeyi Kullanarak Nasıl Bir Gerilim Kaynağı Yaratıyoruz ?

Eğer bu yükseltgenme veya indirgenme durumunu istemli bir şekilde yani dış etki olmaksızın gerçekleştirme eğilimi olan bir tepkime yaratabilirsek o zaman elektron vericisi/alıcısı yaratmış oluruz. Eğer her iki türü aynanda istemli şekilde barındıran bir düzeneğimiz olursa o zaman kendiliğinden elektron iletimi yaratan bir sistem kurabiliriz. (Yani akım oluşturabiliriz !)

Bunun için elektron alıp anyon oluşturacak bir atom ile bunun anyonunun bulunduğu bileşik ve elektron verip katyona çevrilecek bir atom ve bunun katyonunun bulunduğu bileşik gerekiyor. Bu iki atomun ilgili bileşikleri bize bu sistemin bütünleşeceği ve olası pil kaynağının iki ucunun birleşeceği noktayı yaratacak. Şu şekilde :

A(0) + 2e- ----> BA

C(0) ------> C(+2) + 2e-

BA 'nın bulunduğu bölgeye B kaynağı vermeliyiz ki yeni indirgenecek A'ların tepkimeyi sürdürebilmesini sağlasın. Ayrıca C için de yine bir anyon kaynağımız olmalı (X diyelim). Bu kaynakları da iki tepkimenin olduğu bölgeleri bağlayan bir hatta vermeliyiz - mesela BX gibi bir tuz formunda bunu sağlayabiliriz.

4.Bu Gerilim Kaynağı (Yani Pilin) Gerilimini (Voltajını) Ne Belirliyor ?

Gerilimi , yani potansiyel farkı , aslında elektronların oluşturulabildiği indirgenme/yükseltgenme tepkimelerinin tepkime enerjileri belirler.

Tepkimenin kullanıma hazır sunduğu enerji değişimi (Gibbs Serbest Enerjisi) , elektronların miktarı ve 1 mol miktardaki elektronun yüküyle orantılı şekilde bir tepkime gerilimi yaratır. [ deltaG = -nFE denkleminde E standart tepkime potansiyelidir , birimi volttur.]

Tepkimenin kullanıma hazır enerji değişimini , tepkimenin düzensizliğe olan eğilimi (entropi) ve bağ enerjilerinden doğan ürün-giren arası enerji farkları (entalpi) ve sıcaklık belirler.

Birimi Volt olan bu standart tepkime potansiyelinin , bizim üreteceğimiz pilin indirgenme ve yükseltgenme olaylarının ayrı tepkime kısımları için değerlerinin net tepkimedeki toplamı pilin gerilimini (Voltajını) belirler.

Yani gerilim , yüks.-ind. tepkimelerinin elektronlarına atfettiği enerjiye dayanır. Bu atfedilen enerji bağların enerjisiyle ilintilidir , bağlardaki enerjinin de atomların yükleri ve çaplarıyla alakalı olan temel Coulomb kuvvetiyle ilintili olduğunu biliyoruz. Yani tüm olayın aslında elektrostatiğin sonucu olduğunu söyleyebiliriz :)

5.Peki Pil nasıl doldurulur da tekrar enerji depolamaya hazır hale getirilir?

Eğer tepkime düzeneğinin her iki fazına gerilim uçları bağlarsanız , tepkimeleri tersine çevirerek baştaki kullanıma uygun hale sokarsınız. (Şarj Edilebilir Piller)

Tüm kullandığımız Ni-Cd , Li-İyon , Pb-Asit , Zn-C pillerin altında aynı yapı yatar.

151 görüntülenme
Öne Çıkarılan Cevap
Puan Ver
4
Puan Ver
Teşekkür (2)
Paylaş
4
Cevap Ver
Bu soruya cevap vermek için lütfen
Evrim Ağacı Soru & Cevap Platformu, Türkiye'deki bilimseverler tarafından kolektif ve öz denetime dayalı bir şekilde sürdürülen, özgür bir ortamdır. Evrim Ağacı tarafından yayınlanan makalelerin aksine, bu platforma girilen soru ve cevapların içeriği veya gerçek/doğru olup olmadıkları Evrim Ağacı yönetimi tarafından denetlenmemektedir. Evrim Ağacı, bu platformda yayınlanan cevapları herhangi bir şekilde desteklememekte veya doğruluğunu garanti etmemektedir. Doğru olmadığını düşündüğünüz cevapları, size sunulan denetim araçlarıyla işaretleyebilir, daha doğru olan cevapları kaynaklarıyla girebilir ve oylama araçlarıyla platformun daha güvenilir bir ortama evrimleşmesine katkı sağlayabilirsiniz.
Reklamı Kapat
Reklamsız Deneyim

Evrim Ağacı'nın çalışmalarına Kreosus, Patreon veya YouTube üzerinden maddi destekte bulunarak hem Türkiye'de bilim anlatıcılığının gelişmesine katkı sağlayabilirsiniz, hem de site ve uygulamamızı reklamsız olarak deneyimleyebilirsiniz. Reklamsız deneyim, Evrim Ağacı'nda çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır.

Kreosus

Kreosus'ta her 10₺'lik destek, 1 aylık reklamsız deneyime karşılık geliyor. Bu sayede, tek seferlik destekçilerimiz de, aylık destekçilerimiz de toplam destekleriyle doğru orantılı bir süre boyunca reklamsız deneyim elde edebiliyorlar.

Kreosus destekçilerimizin reklamsız deneyimi, destek olmaya başladıkları anda devreye girmektedir ve ek bir işleme gerek yoktur.

Patreon

Patreon destekçilerimiz, destek miktarından bağımsız olarak, Evrim Ağacı'na destek oldukları süre boyunca reklamsız deneyime erişmeyi sürdürebiliyorlar.

Patreon destekçilerimizin Patreon ile ilişkili e-posta hesapları, Evrim Ağacı'ndaki üyelik e-postaları ile birebir aynı olmalıdır. Patreon destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi 24 saat alabilmektedir.

YouTube

YouTube destekçilerimizin hepsi otomatik olarak reklamsız deneyime şimdilik erişemiyorlar ve şu anda, YouTube üzerinden her destek seviyesine reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. YouTube Destek Sistemi üzerinde sunulan farklı seviyelerin açıklamalarını okuyarak, hangi ayrıcalıklara erişebileceğinizi öğrenebilirsiniz.

Eğer seçtiğiniz seviye reklamsız deneyim ayrıcalığı sunuyorsa, destek olduktan sonra YouTube tarafından gösterilecek olan bağlantıdaki formu doldurarak reklamsız deneyime erişebilirsiniz. YouTube destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi, formu doldurduktan sonra 24-72 saat alabilmektedir.

Diğer Platformlar

Bu 3 platform haricinde destek olan destekçilerimize ne yazık ki reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. Destekleriniz sayesinde sistemlerimizi geliştirmeyi sürdürüyoruz ve umuyoruz bu ayrıcalıkları zamanla genişletebileceğiz.

Giriş yapmayı unutmayın!

Reklamsız deneyim için, maddi desteğiniz ile ilişkilendirilmiş olan Evrim Ağacı hesabınıza üye girişi yapmanız gerekmektedir. Giriş yapmadığınız takdirde reklamları görmeye devam edeceksinizdir.

Destek Ol
Türkiye'deki bilimseverlerin buluşma noktasına hoşgeldiniz!

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close
“Belli bir zaman ve mekandaki ahlak nedir? Çoğunluğun o zamanda ve mekanda sevdiği neyse odur.”
Alfred North Whitehead