دورة هامبسون-ليند

تقوم معادلة نيرنست بتحديد القوة الدافعة الكهربائية القابلة للعكس (EMF) أو جهد الدائرة المفتوحة لخلية الوقود في ظروف غير قياسية. وهي تربط جهد الخلية ([latex]E[/latex]) بجهدها القياسي ([latex]E^0[/latex]) ودرجة الحرارة وأنشطة (تقريبية بضغوط جزئية) المواد المتفاعلة والمنتجات. المعادلة هي [latex]E = E^0 - \frac{RT}{nF} \ln Q[/latex]، حيث Q هو حاصل التفاعل.

تتولد القوة الكهرومغناطيسية الحركية عندما يتحرك موصل خلال مجال مغناطيسي. وتؤثر المركبة المغناطيسية لقوة لورنتز، [latex]\mathbf{F} = q(\mathbf{v} \times \mathbf{B})[/latex]، على حاملات الشحنة داخل الموصل، مما يتسبب في تحركها وتوليد فصل للشحنة. ويؤدي هذا الفصل إلى نشوء مجال كهربي وفرق جهد. ويُعطى القوة الكهرومغناطيسية الناتجة عن طريق التكامل الخطي [latex]\mathbf{v} \times \mathbf{B}) \cdot d\mathbf{l}[/latex].

تُعد نسبة التوزيع (D) معلمة توازن رئيسية في استخلاص السائل-السائل (LLE)، وتُعرَّف بأنها التركيز التحليلي الكلي للمذاب في المرحلة العضوية مقسومًا على تركيزه الكلي في المرحلة المائية. [latex]D = \frac{{[S] _{org، إجمالي}}{[S] _{aq، إجمالي}}[/latex]. على عكس معامل التجزئة (K_D)، يأخذ معامل التجزئة D في الحسبان جميع أنواع المذاب، بما في ذلك الأشكال المنفصلة أو المعقدة، مما يجعله يعتمد على الأس الهيدروجيني.

يصف قانون قوة لورنتز القوة الكلية المؤثِّرة على شحنة نقطية تتحرك خلال مجال كهربي ومغناطيسي معًا. وهي مجموع القوة الكهروستاتيكية والقوة المغناطيسية. والمعادلة المتجهة الحاكمة هي [latex]\mathbf{F} = q(\mathbf{E} + \mathbf{v} \times \mathbf{B})[/latex]، حيث [latex]q[/latex] هي الشحنة, [latex]\mathbf{v}[/latex] هي سرعتها، و[latex]\mathbf{E}[/latex] هي المجال الكهربي، و[latex]\mathbf{B}[/latex] هي المجال المغناطيسي.

اخترع فالديمار يونغنر بطارية النيكل والكادميوم عام ١٨٩٩، وتستخدم هيدروكسيد أكسيد النيكل (NiO(OH)) كقطب موجب، والكادميوم المعدني (Cd) كقطب سالب، مع إلكتروليت قلوي مثل هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH). تشتهر هذه البطارية بطول دورة حياتها وأدائها الجيد في درجات الحرارة المنخفضة، إلا أنها تعاني من تأثير الذاكرة وسمية الكادميوم.

لا يمكن قياس الجهد الكهروكيميائي المطلق لقطب كهربائي واحد. وبدلاً من ذلك، تُقاس الإمكانات بالنسبة إلى مرجع مقبول عالميًا. ويُعد قطب الهيدروجين القياسي (SHE) هو المرجع الأساسي، حيث يتم تعيين جهد 0 فولت بالضبط في ظل الظروف القياسية (تركيز 1 ميلي فولت [latex]H^+[/latex]، 1 بار [latex]H_2[/latex]، 298 كلفن). يتم الإبلاغ عن جميع إمكانات الأقطاب القياسية الأخرى بالنسبة إلى نقطة الصفر هذه.

تربط معادلة نيرنست بين جهد الاختزال لنصف خلية (أو الجهد الكلي لخلية كهروكيميائية) بجهد القطب القياسي ودرجة الحرارة والأنشطة (التي غالباً ما يتم تقريبها بالتركيزات) للأنواع الكيميائية التي تخضع للأكسدة والاختزال. والمعادلة هي [latex]E = E^{\circ} - \frac{RT}{nF} \nln Q[/latex]، حيث Q هي حاصل التفاعل.

في الخلايا الكهروكيميائية مثل البطاريات وخلايا الوقود، يتولد التردد الكهروكيميائي عن طريق التفاعلات الكيميائية. ويتم فصل الشحنة عن طريق تفاعلات الأكسدة والاختزال التي تحدث عند قطبين مختلفين. ويرتبط الحد الأقصى للتردد الكهروكيميائي للخلية بالتغير في طاقة جيبس الحرة ([latex] \Delta G[/latex]) للتفاعل بواسطة [latex] \mathcal{E} = - \frac{\Delta G}{nF}[/latex]، حيث [latex]n[/latex] هو مول الإلكترونات و[latex]F[/latex] هو ثابت فاراداي.

التلألؤ الكيميائي، أو التلألؤ الكيميائي، هو انبعاث الضوء (التلألؤ) نتيجة تفاعل كيميائي. تتشكل الحالة الوسيطة المثارة التي يُشار إليها باسم [ناتج]* (لاحظ العلامة النجمية المستخدمة كثيرًا لذلك). ثم تضمحل هذه الحالة الوسيطة إلى حالة أرضية ذات طاقة أقل، وتطلق طاقة على شكل فوتون. ويمكن تمثيل العملية الكلية على النحو التالي: [latex]A + B \B \Rright [ناتج]* \Rright ناتج + ضوء[/latex].

معادلات رينولدز-نافييه-ستوكس المتوسطة (RANS) هي معادلات حركة بمتوسط ​​زمني لتدفق السوائل المضطربة. يُسمى هذا النهج تحليل رينولدز، ويفصل متغيرات التدفق إلى متوسط ​​ومكون متقلب. تُدخل عملية المتوسط ​​مصطلحًا إضافيًا، وهو موتر رينولدز للإجهاد، الذي يُمثل تأثير الاضطراب، ويجب نمذجته لتحقيق التكامل، مما يجعل عمليات المحاكاة سهلة الحساب.

ودرجة حرارة كوري ([latex]T_c[/latex])، أو نقطة كوري، هي درجة الحرارة الحرجة التي تفقد مواد معينة فوقها خواصها المغناطيسية الدائمة. بالنسبة للمواد المغناطيسية الحديدية، تصبح المواد شبه مغناطيسية فوق [latex]T_c[/latex]. هذا الانتقال هو انتقال طوري حيث تصبح الطاقة الحرارية قوية بما يكفي للتغلب على التفاعلات التبادلية الميكانيكية الكمية التي تسبب الترتيب المغناطيسي التلقائي للعزوم الذرية.

تأثير زيمان هو انقسام خط طيفي ذري إلى عدة مكونات عند تطبيق مجال مغناطيسي خارجي ساكن. يحدث هذا الانقسام نتيجة تفاعل المجال المغناطيسي مع عزم ثنائي القطب المغناطيسي المرتبط بالزخم الزاوي المداري والدوراني للذرة، مما يُغير مستويات طاقة إلكتروناتها، وهي ظاهرة بالغة الأهمية لدراسة بنية الذرة.

في نظام في حالة التوازن الديناميكي الحراري، يجب أن يكون الجهد الكهروكيميائي، [latex] \nbar{\mu}_i[/latex]، لأي نوع مشحون معين \i' منتظمًا في جميع المراحل. في حالة وجود تدرج ([latex]\nabla \bar \\\mu_i \nneq 0[/latex])، ستتحرك الأيونات تلقائيًا من مناطق ذات إمكانات أعلى إلى إمكانات أقل، مما يخلق تيارًا أو تدفقًا، حتى يتم التخلص من هذا التدرج وإعادة التوازن.

يتمتع الثيرمايت بطاقة تنشيط عالية جدًا، مما يجعله مستقرًا في درجة حرارة الغرفة ويصعب اشتعاله. يتطلب الاشتعال الوصول إلى درجات حرارة تبلغ حوالي 1300 درجة مئوية (2400 درجة فهرنهايت). عادةً ما يتم تحقيق ذلك ليس باستخدام لهب مباشر، بل باستخدام بادئ متوسط ​​الحرارة عالي الحرارة، مثل شريط مغنيسيوم مشتعل أو فتيل ألعاب نارية مصمم خصيصًا، والذي يوفر الطاقة الموضعية اللازمة لبدء التفاعل.