663 Galvaniskt element 664 nära till hands att antaga, att den medelst elementet erhållna elektriska energien just motsvarar detta tal, och ur detta antagande kan elementets elektromoto-riska kraft lätt beräknas på följande sätt. Kalla värmeutvecklingen i gr.-kal. w och elementets elek-tromotoriska kraft uttryckt i volt e; då skall således den elektriska energi, som utvecklats vid genomgången af 96,500 coulomb, svara mot värmemängden w. Den elektriska energien i watt är 96,500 . e, och, då en watt är lika med 0,239 gramkalorier, fås alltså ekvationen 96,500 . e . 0,239 = w, hvarur följer formeln e = 23,070 Tillämpas formeln på Daniells element, så erhålles e = 25,065 23,070 = 1,0: hvilket tal mycket nära motsvarar verkligheten. Denna regel för beräkning af ett elements elektromotoriska kraft framställdes 1847 af H. v. Helmholtz och 1851 mera utförligt af W. Thomson (lord Kelvin), efter hvilken den vanligen kallas Thomsons regel. Den är emellertid icke fullt riktig. Helmholtz visade sedermera (1882), att man måste taga hänsyn äfven till om elementet afkyles eller uppvärmes vid strömmens genomgång. Afkyles det, till-ledes från omgifningen värme, som äfven omvandlas i elektricitet, hvarigenom den elektromotoriska kraften blir större än enligt Thomsons regel; uppvärmes det däremot, så bortgår en del värme och den elektromotoriska kraften blir mindre. För reversibla element härledde Helmholtz formeln e = ^.^ -h T -p=f T betydde absoluta temperaturen, och kvantiteten -7^ anger i volt med huru mycket elektromotoriska kraften ökas, när elementets temperatur höjes 1° Cels. En intressant konsekvens af Helmholtz' formel må påpekas. Vid en ångmaskin eller annan förbränningsmotor beräknar man vanligen verkningsgraden som förhållandet mellan det af maskinen levererade arbetet och den vid direkt förbränning af eldningsmaterialet alstrade värmen. Tillämpas detta beräk-ningssätt på galvaniska element, kan det hända, att verkningsgraden blir öfver 100 proc., beroende därpå, att äfven värme från omgifningarna användts. Det kan t. o. m. hända, att den kemiska processen i elementet är e n d o t e r m i s k, d. v. s. förlöper under värmeabsorption, så att den från omgifningen tillströmmande värmemängden måste räcka till både för denna absorption och för den af elementet levererade elektriska energien. Detta anmärkningsvärda förhållande eger rum vid ett af Bugarszky konstrueradt element. Den äldsta formen af ett galvaniskt element förekommer i Voltas stapel ________ (år 1800), som består af en mängd på hvarandra uppstaplade zink- och kopparskif-vor med mellanlägg af i utspädd svafvelsyra fuktade tyglappar (se fig. 2). Ordningsföljden nedifrån uppåt mellan de olika ämnena är (Gu tråd), Zn, Syra, Cu,Zn, Syra, Gu etc. Hvarje särskildt fullständigt Fig. 2. Voltas stapel, element består af kombinationen tt, och ett element inuti stapeln får anses börja midt i en kopparplatta och sluta midt i den nästa. De i de olika elementen verkande elektromotoriska krafterna adderas, så att stapelns totala elektromotoriska kraft kan blifva ganska betydande, om antalet element är stort. Senare ersatte Volta tyglapparna med glasbägare, innehållande utspädd syra, i hvilken zink- och kopparskifvor nedställdes (Voltas bägarapparat). Zinken i Voltas element kan ersättas med järn eller tenn, hvarvid dock den elektromotoriska kraften blir mindre, och kopparn kan utbytas mot silfver, platina, kol etc. Cruikshanks trågapparat skiljer sig från föregående endast i fråga om konstruktiva detaljer. Till konstruktionen likartad med Voltas stapel är Zambonis torrstapel, uppbyggd af oäkta silfver- och guldpapper. Papperets metallbeläggningar, som bestå resp. af en legering af zink och tenn och af en kopparlegering, motsvara zink- och kopparplattorna i Voltas stapel, och papperet, som i följd af sin hygroskopicitet ständigt innehåller spår af vatten, ersätter de fuktade tyglapparna. Zambonis torrstapel kan lämna endast ytterst små elektricitetsmängder, men potentialskillnaden mellan stapelns båda ändar kan göras ganska betydande, och den användes därför vid en del elektrostatiska försök. När en elektrisk ström genomgår ett Voltas element, utfälles på den positiva elektroden (koppar) vätgas, och denna förändrar elektromotoriska kraften mellan kopparn och syran, så att strömmen snart upphör. Elementet blir polariseradt (jfr Polarisation) och kan först efter en stunds hvila åter leverera en kortvarig ström; elementet .är inkonstant. Genom tillsats till elektrolyten af ämnen, som ingå kemisk förening med den utfällda vätgasen, hindras denna att samla sig i nå|õn aisevärd mängd, och någon polarisation uppstår ej. Samma mål vinnes på ett annat sätt i de element, där den1 positiva elektroden - koppar i Daniells element - befinner sig i en lösning af något eget salt (kopparsulfat). De element, där polarisation på ena eller andra sättet hindras uppstå, kallas konstanta; motsatsen bilda de inkonstanta. Af ett godt galvaniskt element fordra» utom konstans äfven att inga kemiska omsättningar utöfver dem, som betingas af strömgenomgången, få ega rum, och speciellt ingen materialförbrukning, när elementet är öppet. Särskildt utsatt för angrepp är zinkelektroden; fullkomligt ren zink löses endast långsamt i utspädd syra, men vanlig, något oren zink fortares hastigt i följd af lokala galvaniska strömmar mellan olika beskaffade ställen af elektrodytan. Olägenheten minskas genoin amalgamering (se Amalgam), men kan dock vid användande af syra icke fullständigt upphäfvas. Element med depolarisator. För att borttaga den utfällda vätgas, som i de flesta fall är orsaken till polarisation, har man bl. a. användt roterande positiv elektrod, hvarigenom vätgasen hastigare kan diffundera bort från dennas yta, och i några konstruktioner ytterligare förstärkt verkan genom borstar, som sopa elektroden. Dylika element ha emellertid icke nått någon vidare spridning. I Sm.e es element (1840) består den positiva elektroden af en med platinasvamp öfverdragen platina- eller silfver-plåt, elektrolyten af utspädd svafvelsyra; vätgasen afgår jämförelsevis lätt i form af bubblor från pla-