¿Cuál es el mecanismo que crea un potencial entre Zn y Cu cuando están conectados por un cable?

Answer 1

La energía de los electrones se puede expresar como el cambio en la energía potencial eléctrica desde el centro del átomo hacia el orbital electrónico. Un electrón puede ocupar ciertos orbitales, por lo que la energía, y por lo tanto el voltaje, se discretiza de forma única con respecto a una especie de átomo específico.

Para una sustancia pura, todos los átomos son iguales, por lo que todos los voltajes posibles de los electrones son iguales. Las fluctuaciones térmicas aleatorias y los movimientos se promedian en la escala macro, por lo que no medirá una diferencia de voltaje entre dos puntos distantes.

¿Qué pasa con una sustancia pura sujeta a un gradiente de temperatura? Los movimientos aleatorios promedian de manera diferente entre dos regiones de temperatura diferente para que pueda medir una diferencia de voltaje. Este es el efecto Seebeck bien estudiado.

¿Qué pasa con dos sustancias puras puestas en contacto? Los niveles de voltaje permitidos son diferentes para los diferentes átomos, por lo que los movimientos térmicos aleatorios promediarían voltajes diferentes, incluso si las sustancias están a la misma temperatura. Usted mediría una diferencia de voltaje a través de la unión del material.

Ponerlos en contacto o conectar un cable entre ellos simplemente establece un nivel de voltaje común donde el voltaje de cada electrón en el sistema de dos materiales es relativo.

Un concepto relacionado es el potencial químico que puede ser útil para que lo investigue.

Answer 2

De hecho, es un termopar y está relacionado con los potenciales a los que se refiere. Considere que una corriente que fluye tiene que ser alimentada por algo. En este caso es calor. El calor crea energía cinética en los electrones haciendo que ocupen estados de mayor energía en los orbitales en los átomos de los metales en el termopar. A medida que esos electrones regresen a estados de energía más baja, ocuparán el orbital de energía más baja disponible, ese estado más bajo está en uno de los metales, por lo que a medida que los electrones fluyen hacia ese metal, son libres de fluir por el cable y crear corriente si hay Una carga en el circuito.

Su pregunta es sobre los orbitales y los principios de la mecánica cuántica que los hacen como son.