什么是丹尼尔牢房(Daniell Cell)？

丹尼尔电池是一种铜锌电池，它在两种金属之间使用一个多孔的屏障。它是由英国化学家约翰·弗雷德里克·丹尼尔于1836年发明的。它曾在欧洲电报业广泛使用，但在19世纪末被更现代的电池设计所取代。今天，它主要用于教室为了演示电池是如何工作的。硫酸铜，用于制造丹尼尔电池。意大利科学家亚历山德罗·沃尔塔于1800年发明了这种电池。他的设计使用了一列交替的锌和铜圆盘，在每一块金属之间堆放一块浸透盐水的硬纸板。这种电池堆曾用于许多电气实验，但电池寿命不到一个小时，没有实际的工业应用。丹尼尔修改了沃尔特的设计，创造了一种寿命更长的电池，使其能够投入实际使用Daniell电池和Volta电池的原理是一样的。一种叫做电解液的液体溶质，在Volta的设计中，金属板之间的盐水开始将锌和铜溶解成带正电的离子。当这些离子离开金属时，自由电子留在后面。锌的溶解速度比铜，这意味着锌很快就含有更多的电子。如果用导线连接两块金属，电子将通过导线从锌迁移到铜，从而产生电流。如果锌和铜溶解在同一电解液中，就像在电池中一样，两个过程将缩短电池。如果在没有电的情况下储存，电解液中的铜离子会被吸引到带负电的锌端子上。这些离子将与锌中的电子结合，中和其电荷。最终，锌将不再被溶解这个过程被称为还原。另一个电池死亡过程发生在电流被抽出时。锌离子将把电解液中的氢推向铜，氢在铜表面积聚，最终阻止电流的流动。这个过程被称为极化。丹尼尔电池它是针对锌还原和极化这两个问题而设计的。它通过将锌和铜隔离在单独的电解液中来解决这些问题，一个无釉的陶器容器可以装满硫酸和浸在里面的锌，然后把容器放在一个装满硫酸铜的铜罐里。陶瓷屏障将锌和铜保持在相反的一面，这样可以防止锌离子向铜输送氢气，防止极化。它还能使铜离子远离锌，防止锌还原。丹尼尔把他的电池称为恒定电池，因为它能防止极化。屏障上的孔确实允许带正电荷的硫酸根离子从铜侧流向锌侧。这就平衡了电路完成时电子从锌到铜的流动丹尼尔电池产生的电势被称为volt。现代伏特的值略有不同；丹尼尔电池产生的电压约为当今的1.1伏，内阻约为2欧姆。