為什麼乾電池電壓都是1.5V? 電池的電壓是由什麼決定的?

2020-11-22 川北在線網

為什麼乾電池電壓都是1.5V？ 電池的電壓是由什麼決定的？

時間：2016-11-22 09:21   來源：新華網科普頻道   責任編輯：沫朵

川北在線核心提示：原標題：為什麼乾電池電壓都是1.5V？ 電池的電壓是由什麼決定的？ 在現實生活中，我們離不開有各種各樣的電池，如：手機電池、手電筒電池等。不過最常用的是那種小棍子似的乾電池，乾電池有大有小，還有各種品牌，但無論什麼樣的乾電池，電壓大部分都是1.5V，這是為什

　　原標題：為什麼乾電池電壓都是1.5V？ 電池的電壓是由什麼決定的？

 

　　在現實生活中，我們離不開有各種各樣的電池，如：手機電池、手電筒電池等。不過最常用的是那種小棍子似的乾電池，乾電池有大有小，還有各種品牌，但無論什麼樣的乾電池，電壓大部分都是1.5V，這是為什麼呢？
 

　　這和電池裡面的那些東西有關。我們常用的電池又叫做鋅錳乾電池，如果你縱向剖開一節乾電池，你就會發現它的中間是一根烏漆墨黑的小圓柱體，這是一根充當正極的石墨棒，石墨棒外面有很多MnO2和炭黑組成的混合物，此外，還有一堆黏糊糊的東西，它們是NH4Cl，最外層是由鋅製成的筒子，充當著負極的角色，在鋅筒和NH4Cl之間還隔著多孔紙作為隔離層。

 

　　乾電池在工作的時候，負極的鋅失去電子，電子沿著電路中的導線一路抵達正極，也就是碳棒處，碳棒再把電子傳遞給NH4Cl，NH4+獲得電子後變成NH3和H2。這裡可能有人要提出疑問，不對啊，電流不都應該是從正極流向負極麼，怎麼這裡的電子是從負極往正極跑？因為我們規定，電流的方向是正電荷流動的方向，而電子帶負電，所以電子是按照電流的反方向運動的。
 

　　用化學反應方程式來表示，正極處發生的反應是：Zn-2e-=Zn2+

 

　　負極處發生的反應是：2NH4++2e-=2NH3+H2

 

　　總反應是：Zn+2NH4+=Zn2++H2+2NH3

 

　　電池中的MnO2可以與H2發生反應，生成MnO(OH)，消除H2在電極處的聚集；Zn2+

 

　　可以與NH3極反應，生成[Zn(NH3)4]2+，消除NH3在電極處的聚集，使反應更流暢。

 

　　而電池的電壓正是由正負極的化學反應確定的，從物理化學(物理化學是一門專門的學科，它就叫「物理化學」而不是「物理和化學」)中我們可以知道，電池的正負極都有各自的標準電極電勢，而電壓正是這兩個標準電極電勢的差值。你可以把標準電極電勢理解為兩個高度不同的臺階，臺階高度的差值就是電壓，鋅錳電池中，正極的標準電極電勢為+0.7710V，負極為-0.7628V，差值為(+0.7710)-(-0.7628)=1.5338V，也就是我們電池上標的電壓。

 

　　由此我們可以看出，一個電池的電壓不是由它的外形和品牌決定的，而取決於它裡面的化學物質，因為我們常用的電池都是鋅錳電池，所以電壓都是1.5V，而其它種類的電池，比如鉛蓄電池，因為反應物質不同，它的電壓就是2V。

 

　　最後特別說一句，如果你想拆開你家的電池研究它的內部結構，請務必在專業人員的陪同下操作，千萬不可以自己動手，以防有毒物質洩露。

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