Capacitance and Electrical Neutrali

Capacitance and Electrical Neutrality
Just as a mass carries with it its own gravitational field, so a charge creates an electrical potential around it. For example, walking across a carpet in your socks rubs some electrons onto you from the carpet, or onto the carpet from you, so that you become charged up to a potential of perhaps thousands of volts, enough to cause sparks when you touch an object at a different potential and to give you a shock. It is truly ‘shocking’ how few electrons it takes to give you a potential of thousands of volts.
The quantity that determines the potential on an object per unit of charge it carries is the capacitance (C): C = Q>V. The SI unit of capacitance is the farad (F); as you might expect, 1 F = 1 C>1 V. Calculating capacitances of real objects is beyond the scope of this book, but a simple formula gives the capacitance (actually, the self-capacitance) of a conducting sphere: C = 4pe0r, where r is the radius of the sphere, and e0 is the electric constant: e0 = 8.854187817620 * 10-12 F m-1. A little math indicates that the capacitance of a liter of a solution of an electrolyte in water, in a round flask that occupies a sphere of radius 0.062 m, is 6.9 * 10-12 F. Therefore, unless they are specially designed to carry large quantities of charge, the capacitances of real objects are tiny!
To charge that solution to 1 V requires 6.9 * 10-12 C of electrons or ions. But 6.9 * 10-12 C corresponds to (6.9 * 10-12 C)>F mol of electrons or ions, or 7.2 * 10-17 mol, somewhat over 43,000,000 particles. A few tens of millions of electrons or ions, in other words, is enough to bring a 1 L solution to a potential of 1 V.
So, if we have a 1 L salt solution that contains 1 mol of chloride ions and it contains 1 + (7.2 * 10-17) mol of sodium ions, that solution will have a potential of approximately +1 V. This is a paradox which often confuses even quite advanced students. In electro- chemistry, we always assume there are equal quantities of positive and negative ions (or more correctly, equal positive and negative ionic charges) in a solution. But if the quantities are exactly equal, the solution should be neutral! The resolution of the paradox is that the excess of one species of ion, positive or negative, needed to create a potential of the order of a few volts, is unmeasurably small, and can always be neglected. In all electrochemi- cal calculations, the total Q of the positive ions is equal and opposite to the total Q of the negative ions.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ค่าความจุและความเป็นกลางไฟฟ้าเหมือนมวลดำเนินกับฟิลด์ความโน้มถ่วงของตัวเอง ดังนั้นค่าธรรมเนียมการสร้างศักยภาพการไฟฟ้ารอบ ๆ ตัวอย่าง เดินข้ามพรมในถุงเท้าของคุณช่างอิเล็กตรอนบาง ลงคุณพรม หรือ บนพรมจากคุณ เพื่อให้คุณกลายเป็นคิดถึงศักยภาพของทีหลายพันโวลต์ พอทำสปาร์คสเมื่อคุณสัมผัสวัตถุ ที่อาจแตกต่างกัน และ เพื่อให้ช็อต มันเป็นจริง 'ตกตะลึง' จะให้ศักยภาพของพันโวลต์อิเล็กตรอนกี่ปริมาณที่กำหนดศักยภาพในวัตถุต่อหน่วยของค่าธรรมเนียมจะดำเนิน คือ ค่าความจุ (C): C = Q > V หน่วย SI ของค่าความจุเป็นฟารัด (F); คุณอาจคาดหวัง 1 F = 1 C > 1 V. คำนวณ capacitances ของวัตถุจริงจะอยู่นอกเหนือขอบเขตของหนังสือเล่มนี้ แต่ความ (จริง ตัวตนเองความ) ของทรงกลมทำให้สูตรง่าย ๆ: C = 4pe0r ที่มีรัศมีของทรงกลม และ e0 เป็นค่าคงการไฟฟ้า: e0 = 8.854187817620 * 10-12 F m-1 คณิตศาสตร์น้อยแสดงว่า ค่าความจุของลิตรของโซลูชันการอิเล็กโทรในน้ำ ในหนาวรอบที่ใช้ทรงกลมรัศมี 0.062 m, 6.9 * 10-12 F. ดังนั้น ยกเว้นว่าพวกเขาถูกออกแบบมาให้มีขนาดใหญ่ปริมาณของค่าธรรมเนียม capacitances ของวัตถุจริงมีขนาดเล็กTo charge that solution to 1 V requires 6.9 * 10-12 C of electrons or ions. But 6.9 * 10-12 C corresponds to (6.9 * 10-12 C)>F mol of electrons or ions, or 7.2 * 10-17 mol, somewhat over 43,000,000 particles. A few tens of millions of electrons or ions, in other words, is enough to bring a 1 L solution to a potential of 1 V.So, if we have a 1 L salt solution that contains 1 mol of chloride ions and it contains 1 + (7.2 * 10-17) mol of sodium ions, that solution will have a potential of approximately +1 V. This is a paradox which often confuses even quite advanced students. In electro- chemistry, we always assume there are equal quantities of positive and negative ions (or more correctly, equal positive and negative ionic charges) in a solution. But if the quantities are exactly equal, the solution should be neutral! The resolution of the paradox is that the excess of one species of ion, positive or negative, needed to create a potential of the order of a few volts, is unmeasurably small, and can always be neglected. In all electrochemi- cal calculations, the total Q of the positive ions is equal and opposite to the total Q of the negative ions.

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ความจุและความเป็นกลางไฟฟ้า
เช่นเดียวกับมวลดำเนินการกับมันสนามแรงโน้มถ่วงของตัวเองเพื่อสร้างค่าใช้จ่ายที่อาจเกิดไฟฟ้ารอบ ๆ ยกตัวอย่างเช่นการเดินข้ามพรมในถุงเท้าของคุณลูบอิเล็กตรอนลงคุณจากพรมหรือบนพรมจากคุณเพื่อให้คุณกลายเป็นค่าใช้จ่ายได้ถึงศักยภาพของพันโวลต์อาจจะมากพอที่จะก่อให้เกิดประกายไฟเมื่อคุณสัมผัสวัตถุ ที่มีศักยภาพที่แตกต่างกันและเพื่อให้คุณช็อต มันเป็นอย่างแท้จริง 'ตกใจ' วิธีไม่กี่อิเล็กตรอนที่จะทำให้คุณมีศักยภาพของหลายพันโวลต์.
ปริมาณที่กำหนดอาจเกิดขึ้นบนวัตถุต่อหน่วยของค่าใช้จ่ายที่จะดำเนินการคือความจุ (C): C = Q> V หน่วย SI ของความจุเป็น Farad (F); ในขณะที่คุณอาจคาดหวัง 1 F = 1 C> 1 โวลต์การคำนวณ capacitances ของวัตถุที่แท้จริงอยู่นอกเหนือขอบเขตของหนังสือเล่มนี้ แต่สูตรง่ายๆช่วยให้ความจุ (ที่จริงตัวเองความจุ) ของทรงกลมการดำเนินการ: C = 4pe0r ที่ r คือรัศมีของทรงกลมและ e0 เป็นไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง: e0 8.854187817620 * = 10-12 ม. F-1 คณิตศาสตร์เล็ก ๆ น้อย ๆ บ่งชี้ว่าความจุของลิตรของการแก้ปัญหาของอิเล็กโทรไลในน้ำในขวดที่ตรงบริเวณรอบทรงกลมของ 0.062 เมตรรัศมีเป็น 6.9 * เอฟ 10-12 ดังนั้นจนกว่าพวกเขาจะได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อการพกพาที่มีขนาดใหญ่ ปริมาณค่าใช้จ่าย capacitances ของวัตถุจริงมีขนาดเล็ก!
การชาร์จการแก้ปัญหาที่จะต้องมี 1 V 6.9 * 10-12 C ของอิเล็กตรอนหรือไอออน แต่ 6.9 * 10-12 C สอดคล้องกับ (6.9 * 10-12 C)> F โมลของอิเล็กตรอนหรือไอออนหรือ 7.2 * 10-17 mol ค่อนข้างมากกว่า 43,000,000 อนุภาค ไม่กี่สิบล้านของอิเล็กตรอนหรือไอออนในคำอื่น ๆ ก็เพียงพอที่จะนำวิธีการแก้ปัญหา 1 ลิตรจะมีศักยภาพของโวลต์ 1
ดังนั้นถ้าเรามีสารละลายเกลือ 1 ลิตรที่มี 1 โมลของไอออนคลอไรด์และจะมี 1 + (7.2 * 10-17) โมลของไอออนโซเดียมแก้ปัญหาที่จะมีศักยภาพประมาณ 1 โวลต์นี้เป็นความขัดแย้งซึ่งมักจะสับสนแม้กระทั่งนักเรียนค่อนข้างสูง ในวิชาเคมีทางไฟฟ้ารายเรามักจะถือว่ามีปริมาณเท่ากันของไอออนบวกและลบ (หรือมากกว่าอย่างถูกต้องค่าใช้จ่ายเท่ากับอิออนบวกและลบ) ในการแก้ปัญหา แต่ถ้าปริมาณที่เท่ากันว่าวิธีการแก้ปัญหาควรจะเป็นกลาง! ความละเอียดของความขัดแย้งคือการที่เกินกว่าหนึ่งในสายพันธุ์ของไอออนบวกหรือลบจำเป็นในการสร้างศักยภาพของคำสั่งของไม่กี่โวลต์มีขนาดเล็ก unmeasurably และสามารถละเลยเสมอ ในการคำนวณแคล electrochemi- ทั้งหมด Q ทั้งหมดของประจุบวกเท่ากับและตรงข้ามกับ Q ทั้งหมดของประจุลบ

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ความจุและความเป็นกลางทางไฟฟ้า
แค่เป็นมวลสารประกอบกับมันสนามโน้มถ่วงของมันเอง ดังนั้นค่าใช้จ่ายสร้างความต่างศักย์ไฟฟ้าที่อยู่รอบๆ ตัวอย่างเช่น , เดินข้ามพรมในถุงเท้าของคุณ rubs บางอิเล็กตรอนไปยังคุณจากพรมหรือบนพรม จากคุณ เพื่อที่คุณจะคิดค่าบริการขึ้นอยู่กับศักยภาพของบางทีหลายพันโวลต์พอเกิดประกายไฟเมื่อสัมผัสวัตถุที่มีศักยภาพที่แตกต่างกัน และให้คุณตกใจ มันเป็นอย่างแท้จริง ' ตกตะลึง ' ไม่กี่อิเล็กตรอนจะให้ศักยภาพของหลายพันโวลต์
ปริมาณที่กำหนดศักยภาพบนวัตถุต่อหน่วยค่าใช้จ่ายมันมีเป็นขนาดตัวเก็บประจุ ( C ) Q : C = > โวลต์ศรีหน่วยความจุเป็น ฟารัด ( F ) ; คุณอาจจะคาดว่า 1 F = 1 C > 1 โวลต์