Такой необычный вывод сделали исследователи из группы Раджива Ахуджи (Rajeev Ahuja) из Университета Упсалы на основании результатов своих расчетов. Целью расчетов было изучение влияния релятивистских эффектов энергии электронов в атомах свинца на напряжение свинцово-кислотного аккумулятора – стандартного источника электрической энергии в автомобилях. В результате расчетов было обнаружено, что релятивистские эффекты вносят до 80-85% создаваемое такими аккумуляторами, составляющее обычно около 2,1 Вольт.
Свинцово-кислотные аккумуляторы разработаны еще в середине 19 века, они отличаются большой массой и не всегда удобный в использовании, однако их низкая стоимость и относительно высокая мощность обуславливает то, что они до сих пор используются в современных автомобилях. При разрядке таких аккумуляторов катод, состоящий из свинца, и анод, состоящий из оксида свинца (PbO2), будучи погруженными в серную кислоту, превращаются в сульфат свинца.
Поворачивая ключ в зажигании, вспоминайте об Альберте Эйнштейне.
В тяжелых атомах большой положительный заряд массивного ядра может придать электронам такое количество энергии, что их скорость значительно приблизится к значению скорости света. Как, вытекает из специальной теории относительности, в этом случае должна увеличиваться масса электронов, в результате чего изменится характер экранирования внутренними электронами заряда ядра от электронов внешних. Такое экранирование, в свою очередь, должно изменять картину распределения энергетических уровней электронов, соответственно, влияя на химические и физические свойства атома. Известно, что желтый цвет золота и жидкое агрегатное состояние ртути обусловлено релятивистскими эффектами, также уже долгое время известно, что релятивистские эффекты влияют и на свойства свинца.
Ахуджа с коллегами провели квантово-химические расчеты, чтобы определить, как могут релятивистские эффекты могут повлиять на положение уровней электронов в оксиде и сульфате свинца. Было обнаружено, что s- и p-электроны свинца (в особенности – 6s) стабилизируются за счет релятивистских эффектов; более всего эта стабилизация характерна для оксида свинца. Исследователи рассчитали значение электродвижущей силы свинцово-кислотного аккумулятора, которое составило 2.13 Вольт, что хорошо согласуется с экспериментальными данными, в то время как этот же параметр, вычисленный без учета релятивистских эффектов, оказывался ниже на 1.7-1.8 Вольт.
Один из соавторов Ахуджи, Пекко Пиико (Pekka Pyykk?) из Университета Хельсинки отмечает, что ожидал доказательства влияния эффекта относительности на свойства свинца в течение двух десятилетий, однако у него не было прямых доказательств влияния этого эффекта. Он добавляет, сама величина релятивистского эффекта не удивила его, поскольку ранее проделанные оценки для олова, которое в рамках квантовой механики можно рассматривать как «нерелятивистский свинец», позволяли ожидать значительной коррекции величины потенциала за в случае включения в расчетную модель преобразований СТО.
Рассел Эжделл (Russell Egdell), специалист по неорганической химии из Оксфорда, заявляет, что хотя существенная стабилизация 6s-электронов в свинце и ртути, обусловленная релятивистскими эффектами, известна сравнительно давно, результаты работы Ахуджи являются первым примером демонстрации влияния эффектов специальной теории относительности на ЭДС свинцово-кислотного аккумулятора, подчеркивая, что необходимо использовать релятивистские модели при расчетах электрических свойств других аккумуляторных систем на основе тяжелых металлов с целью поиска более эффективного источника энергии, чем старые свинцово-кислотные аккумуляторы.
Такой необычный вывод сделали исследователи из группы Раджива Ахуджи (Rajeev Ahuja) из Университета Упсалы на основании результатов своих расчетов. Целью расчетов было изучение влияния релятивистских эффектов энергии электронов в атомах свинца на напряжение свинцово-кислотного аккумулятора – стандартного источника электрической энергии в автомобилях. В результате расчетов было обнаружено, что релятивистские эффекты вносят до 80-85% создаваемое такими аккумуляторами, составляющее обычно около 2,1 Вольт.
Загрузка ...
Да, теперь я всё вижу в новом свете!Но, если я скажу хоть слово о СТО своим покупателям, психбольницы не избежать…