能斯特方程英文解釋翻譯、能斯特方程的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 Nernst equation

分詞翻譯：

能的英語翻譯：

ability; able; be able to; can; capable; energy; skill
【化】 energy
【醫】 energy

斯的英語翻譯：

this
【化】 geepound

特的英語翻譯：

especially; special; spy; unusual; very
【化】 tex

方程的英語翻譯：

equation

專業解析

能斯特方程（Nernst Equation）是電化學領域的核心公式之一，用于計算可逆電化學反應中電極電勢與反應物濃度（或活度）之間的關系。該方程由德國物理化學家瓦爾特·能斯特（Walther Nernst）于1889年提出，其數學表達式為：

$$ E = E^ominus - frac{RT}{nF} ln Q $$

其中：

$E$ 表示實際電極電勢；
$E^ominus$ 為标準電極電勢；
$R$ 為理想氣體常數（8.314 J/(mol·K)）；
$T$ 為絕對溫度（單位：K）；
$n$ 為反應中轉移的電子數；
$F$ 為法拉第常數（96485 C/mol）；
$Q$ 為反應商。

在25℃（298.15 K）時，方程可簡化為： $$ E = E^ominus - frac{0.05916}{n} log_{10} Q $$

核心應用領域包括：

電池設計：預測不同濃度下原電池的電動勢；
生物膜電位：解釋神經細胞膜兩側離子濃度梯度産生的電勢差；
金屬腐蝕：分析金屬在不同電解質環境中的氧化傾向。

中英術語對照：

能斯特方程 → Nernst Equation
電極電勢 → Electrode Potential
活度 → Activity
标準還原電位 → Standard Reduction Potential

該方程的理論基礎源自熱力學第二定律，能斯特因此貢獻獲得1920年諾貝爾化學獎。其現代形式經過國際純粹與應用化學聯合會（IUPAC）多次修訂，成為電化學研究的标準化工具。

網絡擴展解釋

能斯特方程（Nernst Equation）是電化學領域的核心公式，用于計算可逆電極在非标準條件下的電勢值。其本質是通過濃度、溫度等變量修正标準電極電勢，反映實際反應條件下的電位變化。

方程形式

标準能斯特方程為： $$ E = E^circ - frac{RT}{nF} ln Q $$ 其中：

$E$：實際電極電勢（單位：伏特，V）
$E^circ$：标準電極電勢（标準狀态下測定的電勢）
$R$：氣體常數（8.314 J/(mol·K)）
$T$：絕對溫度（單位：開爾文，K）
$n$：反應中轉移的電子數
$F$：法拉第常數（96485 C/mol）
$Q$：反應商（反應物和生成物的濃度比）

在25°C（298 K）時，方程可簡化為： $$ E = E^circ - frac{0.05916}{n} log Q $$

物理意義

濃度對電勢的影響
反應物濃度升高或生成物濃度降低時，$Q$ 減小，實際電勢 $E$ 增大，驅動反應正向進行（如電池放電能力增強）。
平衡狀态下的電勢
當反應達到平衡時，$Q = K$（平衡常數），此時 $E = 0$，方程可推導出平衡常數與标準電勢的關系：
$$ln K = frac{nFE^circ}{RT}$$

應用場景

電池電壓計算
如鋅銅原電池中，根據離子濃度變化計算實際電壓。
pH測量
玻璃電極利用能斯特方程将氫離子濃度（pH）轉化為電勢信號。
生物膜電位分析
細胞膜兩側離子濃度差産生的膜電位（如神經信號傳導）可通過該方程近似描述。

注意事項

活度替代濃度：嚴格來說，方程中使用的是物質的活度（有效濃度），尤其在濃溶液中需校正離子間的相互作用。
溫度依賴性：溫度顯著影響電勢，高溫實驗中需重新計算溫度項。
氧化還原方向判斷：若 $E > 0$，反應自發進行；若 $E < 0$，需外界提供能量驅動。

示例計算（氫電極）

假設氫電極反應：
$2H^+ + 2e^- rightarrow H2(g)$
若 $[H^+] = 0.1 text{mol/L}$，$P{H2} = 1 text{atm}$，則：
$$begin{aligned} Q &= frac{P{H_2}}{[H^+]} = frac{1}{(0.1)} = 100 E &= 0 - frac{0.05916}{2} log 100 = -0.05916 text{V} end{aligned}$$

此結果說明，當氫離子濃度降低時，電極電勢減小，還原能力減弱。