Forza elettromotrice chimica

Il numero di Reynolds ([latex]\text{Re}[/latex]) è una grandezza adimensionale della meccanica dei fluidi utilizzata per prevedere i modelli di flusso rappresentando il rapporto tra forze inerziali e forze viscose. Bassi numeri di Reynolds caratterizzano un flusso laminare regolare e ordinato, mentre alti numeri di Reynolds indicano un flusso caotico e turbolento pieno di vortici. È fondamentale per determinare il comportamento dinamico di un fluido e per gli esperimenti di scala.

L'ispessimento dovuto al taglio, o dilatanza, è un comportamento non newtoniano in cui la viscosità aumenta con l'aumentare dello sforzo di taglio. Un esempio classico è una sospensione di amido di mais in acqua (oobleck), che appare liquida se agitata lentamente, ma diventa quasi solida se colpita o agitata rapidamente. Questo fenomeno è causato dall'inceppamento delle particelle sospese sottoposte a un elevato sforzo di taglio.

Le equazioni di Navier-Stokes con media di Reynolds (RANS) sono equazioni del moto mediate nel tempo per il flusso turbolento. Questo approccio, chiamato decomposizione di Reynolds, separa le variabili di flusso in una componente media e una componente fluttuante. Il processo di media introduce un termine aggiuntivo, il tensore degli sforzi di Reynolds, che rappresenta l'effetto della turbolenza e deve essere modellato per ottenere la chiusura, rendendo le simulazioni computazionalmente trattabili.

L'effetto Zeeman è la scomposizione di una riga spettrale atomica in più componenti quando viene applicato un campo magnetico statico esterno. Questa scomposizione si verifica perché il campo magnetico interagisce con il momento di dipolo magnetico associato al momento orbitale e angolare di spin dell'atomo, spostando i livelli energetici dei suoi elettroni, un fenomeno cruciale per indagare la struttura atomica.

Il potenziale elettrochimico assoluto di un singolo elettrodo non può essere misurato. I potenziali vengono invece misurati rispetto a un riferimento universalmente accettato. L'elettrodo standard per l'idrogeno (SHE) è il riferimento principale, a cui viene assegnato un potenziale di 0 volt esatti in condizioni standard (1 M di concentrazione [latex]H^+[/latex], 1 bar di gas [latex]H_2[/latex], 298 K). Tutti gli altri potenziali elettrodici standard sono riportati rispetto a questo punto zero.

For a general three-dimensional state of stress, the analysis is represented by three Mohr's circles. These circles are drawn in the [latex]\sigma_n - \tau_n[/latex] plane using the three principal stresses ([latex]\sigma_1, \sigma_2, \sigma_3[/latex]) as diameters. The largest circle, defined by [latex]\sigma_1[/latex] and [latex]\sigma_3[/latex], encloses the other two and determines the absolute maximum shear stress, [latex]\tau_{abs max} = (\sigma_1 - \sigma_3)/2[/latex].

Il numero di Mach (M) è una quantità adimensionale che rappresenta il rapporto tra la velocità del flusso oltre un confine e la velocità locale del suono: [latex]M = v/a[/latex], dove v è la velocità del flusso e a è la velocità del suono. È l'indicatore principale degli effetti di compressibilità. Quando il numero di Mach si avvicina e supera 1, la densità dell'aria cambia in modo significativo, alterando le forze aerodinamiche.

L'equazione di Nernst mette in relazione il potenziale di riduzione di una semicella (o la tensione totale di una cella elettrochimica) con il potenziale standard dell'elettrodo, la temperatura e le attività (spesso approssimate dalle concentrazioni) delle specie chimiche in fase di ossidoriduzione. L'equazione è [latex]E = E^{\circ} - \frac{RT}{nF} \ln Q[/latex], dove Q è il quoziente di reazione.

I campi elettromagnetici di movimento sono generati quando un conduttore si muove attraverso un campo magnetico. La componente magnetica della forza di Lorentz, [latex]\mathbf{F} = q(\mathbf{v} \times \mathbf{B})[/latex], agisce sui portatori di carica all'interno del conduttore, facendoli muovere e creando una separazione di carica. Questa separazione genera un campo elettrico e una differenza di potenziale. Il campo elettromagnetico risultante è dato dall'integrale di linea [latex]\mathcal{E} = \oint (\mathbf{v} \times \mathbf{B}) \cdot d\mathbf{l}[/latex].

Il ciclo Hampson-Linde liquefa i gas come l'aria sfruttando l'effetto Joule-Thomson combinato con il raffreddamento rigenerativo. Il gas ad alta pressione viene raffreddato in uno scambiatore di calore a flusso in controcorrente dal gas freddo a bassa pressione di ritorno dalla valvola di espansione. Questo abbassa progressivamente la temperatura in corrispondenza della valvola fino a scendere al di sotto del punto critico e inizia la liquefazione, gettando le basi per la moderna industria della liquefazione dei gas.

In un sistema all'equilibrio termodinamico, il potenziale elettrochimico, [latex]\bar{\mu}_i[/latex], per qualsiasi specie carica `i` deve essere uniforme in tutte le fasi. Se esiste un gradiente ([latex]\nabla \bar{\mu}_i \neq 0[/latex]), gli ioni si sposteranno spontaneamente dalle regioni a potenziale più alto a quelle a potenziale più basso, creando una corrente o un flusso, fino a quando questo gradiente non sarà eliminato e l'equilibrio ristabilito.

La termite possiede un'energia di attivazione molto elevata, che la rende stabile a temperatura ambiente e difficile da accendere. L'accensione richiede il raggiungimento di temperature di circa 1.300 °C (2.400 °F). Questo si ottiene in genere non con una fiamma diretta, ma con un iniziatore intermedio ad alta temperatura, come un nastro di magnesio in combustione o una miccia pirotecnica appositamente progettata, che fornisce l'energia localizzata necessaria per avviare la reazione.