法拉第常數

法拉第常數

近代科學研究中重要的物理常數
法拉第常數是近代科學研究中重要的物理常數,代表每摩爾電子所攜帶的電荷,符号為F,單位為C/mol。法拉第常數是阿伏伽德羅數NA=6.02214·10∧23mol∧-1與元電荷e=1.602176·10∧-19C的積,以麥可·法拉第命名,在确定一個物質帶有多少離子或者電子時該常數非常重要。一般認為法拉第常數值是96485.3383±0.0083C/mol,由美國國家标準局所依據的電解實驗得到的,也被認為最具有權威性。法拉第常數以麥可·法拉第命名,法拉第的研究工作對這個常數的确定有決定性的意義。[1]
    中文名:法拉第常數 外文名:faraday constant 所屬學科:物理 地位:近代科學研究中重要的物理常數 代表:摩爾電子所攜帶的電荷

定義

法拉第常數(F)是近代科學研究中重要的物理常數,代表每摩爾電子所攜帶的電荷,單位C·mol-1,它是阿伏伽德羅常數NA=6.02214076×1023mol-1(粒子數N與物質量n的比值)與元電荷e = 1.60217663410×10-19C (電子電荷的基本電荷或大小)的積:。

尤其在确定一個物質帶有多少離子或者電子時這個常數非常重要。法拉第常數以邁克爾·法拉第命名,法拉第的研究工作對這個常數的确定有決定性的意義。

一般認為法拉第常數的值是 96485.33289±0.00059C/mol,此值是由美國國家标準局所依據的電解實驗得到的,也被認為最具有權威性。

最早法拉第常數是在推導阿伏伽德羅數時通過測量電鍍時的電流強度和電鍍沉積下來的銀的量計算出來的。

意義

在物理學和化學,尤其在電化學中法拉第常數是一個重要的常數。它是一個基本常數,其值隻随其單位變化。在電解、電鍍、燃料電池和電池等涉及到物質與它們的電荷的工藝中法拉第常數都是一個非常重要的常數。因此它也是一個非常重要的技術常數。

在計算每摩爾物質的能量變化時也需要法拉第常數,一個例子是計算一摩爾電子在電壓變化時獲得或者釋放出的能量。在實際應用中法拉第常數用來計算一般的反應系數,比如将電壓演算為自由能。

常見單位編輯 播報

96485J每伏特克當量

相當于每伏電力23.061千卡

26.801 A·h / mol

電磁感應定律

法拉第電磁感應定律(Faraday's law of electromagnetic induction)是電磁學中的一條基本定律,跟變壓器、電感元件及多種發電機的運作有密切關系。定律指出:

任何封閉電路中感應電動勢的大小,等于穿過這一電路磁通量的變化率。

此定律于1831年由邁克爾·法拉第發現,約瑟·亨利則是在1830年的獨立研究中比法拉第早發現這一定律,但其并未發表此發現。故這個定律被命名為法拉第定律。

本定律可用以下的公式表達:

其中:

是電動勢,單位為伏特。

ΦB是通過電路的磁通量,單位為韋伯。

電動勢的方向(公式中的負号)由楞次定律提供。“通過電路的磁通量”的意義會由下面的例子闡述。

傳統上有兩種改變通過電路的磁通量的方式。至于感應電動勢時,改變的是自身的電場,例如改變生成場的電流(就像變壓器那樣)。而至于動生電動勢時,改變的是磁場中的整個或部分電路的運動,例如像在同極發電機中那樣。

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