Pila (elettrotecnica) e NekoTV: differenze tra le pagine

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{{Emittente TV
[[File:Pilas electricas usadas.JPG|thumb|300px|Alcune batterie usate]]
|nome = Neko TV
[[File:Batterkps.svg|thumb|150px|Simbolo utilizzato per indicare una batteria]]
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}}
 
'''Neko TV''' è stata un'[[emittente televisiva]] [[italia]]na, frutto di una coproduzione fra la ditta casertana [[C.S.E. Multimedia]] e [[Television Broadcasting System]] e diretta da [[Ciro Sapone]]<ref>{{cita web|url=http://www.animeclick.it/news/27639-arriva-neko-tv-nuovo-canale-tematico-dedicato-a-cartoon-e-anime|titolo=Arriva Neko TV, nuovo canale tematico dedicato a cartoon e anime.|editore=[[AnimeClick.it]]|data=25 febbraio 2011}}</ref>, trasmessa dal [[2011]] al [[2017]] sul [[digitale terrestre]] all'interno del multiplex televisivo [[Alpha (multiplex)|Alpha]]<ref>{{cita news|url=http://www.digitaleterrestrefacile.it/2011/03/19/come-vedere-il-canale-neko-tv-sul-digitale-terrestre/|titolo=Come vedere il canale Neko Tv sul digitale terrestre?|data=19 marzo 2011|accesso=3 aprile 2014|editore=Digitale terrestre facile}}</ref> (e fino al 2012 anche nel mux [[Omega (multiplex)|Omega]] disponibile in alcune zone d'Italia) principalmente con [[Logical channel number|LCN]] 45.
In [[elettrotecnica]] e [[elettrochimica]], una '''pila''' è un dispositivo che converte [[energia chimica]] in [[energia elettrica]]. Spesso viene utilizzato il termine '''batteria''' e '''[[cella galvanica]]''' come sinonimo di "pila".<ref>Da notare che a rigore i termini "pila" e "cella galvanica" non sono sinonimi; la pila è infatti un dispositivo che utilizza una o più celle galvaniche per funzionare (quindi la cella galvanica è in generale un singolo elemento della pila) e esistono celle galvaniche anche in altri ambiti, ad esempio nei processi corrosionistici.</ref> La pila propriamente detta non è ricaricabile e a tale proposito viene anche detta '''batteria primaria''', per distinguerla dalla batteria ricaricabile che prende invece il nome di '''[[Accumulatore di carica elettrica|batteria secondaria]]''' o '''[[accumulatore di carica elettrica]]'''. Un insieme di più batterie disposte [[Circuiti in serie e in parallelo|in serie]] prende il nome di '''pacco batteria'''. All'interno di una pila avviene una [[reazione chimica|reazione]] di [[ossido-riduzione]], in cui una sostanza subisce [[ossidazione]], perdendo [[elettrone|elettroni]], mentre un'altra sostanza subisce [[Riduzione (chimica)|riduzione]], acquistandoli. Data la sua configurazione, la pila consente di intercettare e sfruttare il flusso di elettroni tra le due sostanze. Tale flusso genera una [[corrente elettrica]] continua, il cui [[potenziale elettrico]] è funzione delle reazioni di ossidazione e riduzione che vi avvengono. Una pila si scarica quando queste [[reazione chimica|reazioni chimiche]] raggiungono lo stato di [[equilibrio chimico|equilibrio]]. Generalmente le pile sono considerate come sistemi ad alta densità energetica ma a bassa potenza, contrariamente ai [[supercondensatori]].
 
Il canale era dedicato alla [[cultura giapponese]] ed all'immaginario fantastico occidentale ed orientale: ha mandato in onda qualche serie animata e serie TV e soprattutto video musicali, divulgativi e tutorial. Tuttavia da giugno [[2015]] fino alla chiusura del canale il 1º maggio [[2017]] ha trasmesso quasi esclusivamente televendite, affiancate, in orario prevalentemente notturno, da loop di video e programmi in perenne replica. Nella sua vita operativa ha alternato più volte [[Televisione a bassa definizione|bassa definizione]] e [[SDTV|definizione standard]].
== Cenni storici ==
=== La prima pila ===
{{vedi anche|Pila di Volta}}
[[File:VoltaBattery.JPG|thumb|Una pila di Alessandro Volta conservata al [[Tempio Voltiano]] di Como.]]
 
Il nome della rete rimanda a quello del gatto benaugurante giapponese, il [[maneki neko]], presente anche nel logo del canale.
Nel [[1799]] [[Alessandro Volta]] riprese gli studi di [[Luigi Galvani]] sulla [[corrente elettrica]], riuscendo a realizzare la prima pila (oggi detta ''voltaica''), con i seguenti costituenti:
* un supporto di [[legno]] posto verticalmente su una base circolare;
* dischetti di [[rame]] e [[zinco]];
* panno imbevuto di una soluzione acida (formata da acqua e [[acido solforico]]);
* due fili di rame.
 
== Storia ==
La pila di Volta consiste in dischetti di rame e zinco alternati, secondo lo schema rame-zinco-umido-rame-zinco, e così via, il tutto mantenuto verticalmente dalla struttura di legno esterna. Una volta disposti i dischetti e il panno sul supporto, collegando il primo e l'ultimo dischetto della colonna con due fili di rame, si viene a creare tra essi una [[differenza di potenziale]] in grado di produrre il passaggio di corrente.
=== Esordio ===
Neko TV compare per la prima volta il 3 febbraio 2011 sul mux Retecapri Alpha all'LCN 120, in sostituzione dei canali "Retecapri +1" e "test +1". Trasmette delle barre colorate fino all'8 febbraio, quando comincia a trasmettere promo dei previsti contenuti del palinsesto, alternati al logo del canale a pieno schermo.
 
Il 3 marzo 2011 il canale inizia a trasmettere a 576i, anche se con un bitrate basso: in seguito si aggiungeranno il sito, la pagina Facebook ed il canale YouTube ufficiale (che verrà sostituito alcune volte nella vita del canale) ed il negozio "Neko TV Multistore" con sede a [[Caserta]]. Il palinsesto iniziale comprende quattro [[anime]] giapponesi storici, [[Esopo favoloso|Le favole di Esopo]], [[Julie rosa di bosco]], [[Golion]] ed [[Il piccolo guerriero]], di ciascuno dei quali si propone un episodio nuovo alla settimana, replicato tutti i giorni più volte: le serie sono separate dal "Comics Manga Show", contenente vari video provenienti dal web di sigle giapponesi e trailer di vari anime, canzoni giapponesi e coreane, interviste a disegnatori ed editori e reportage di alcune fiere del fumetto, tra cui il CAVACON Comics & Games salernitano, di cui Neko TV è ''media partner''<ref>{{cita news|url=http://www.cavacon.joomlafree.it/|titolo=Cavacon Comics & Games|editore=Cavacon|urlmorto=sì|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20120415233621/http://www.cavacon.joomlafree.it/|dataarchivio=15 aprile 2012}}</ref>. Benché, secondo i promo in onda, gli anime vengano trasmessi solo in tre precisi blocchi giornalieri (6:00-8:00, 12:00-14:00 e 16:00-18:00), di fatto gli episodi alternati al "Comics Manga Show" vengono replicati continuativamente di giorno e di notte. Ciò avviene perché il palinsesto di Neko TV è stato montato come un video unico su un DVD, che viene cambiato una volta alla settimana circa per includere i nuovi episodi dei programmi: la riproduzione in continua di tale video su un lettore DVD costituisce le trasmissioni del canale.
In realtà Volta credeva che il passaggio di corrente fosse dovuto alla differenza di potenziale originatasi in seguito al semplice contatto dei due metalli, mentre successivamente si capì che il passaggio di corrente è dovuto alla differenza di potenziale creata dai due metalli, provocata dalle reazioni chimiche al quale concorre anche il mezzo umido.
 
Il 6 giugno 2011 il canale trasloca dall'LCN 120 (su cui verrà più oltre sostituito da [[Retecapri|Retecapri 2]]) all'LCN 45, posizionandosi fra i canali per bambini e ragazzi. Il 19 agosto 2011 sulla sua pagina Facebook ufficiale Neko TV apre un sondaggio in cui i lettori sono invitati a scegliere le loro serie televisive giapponesi ed americane preferite all'interno di una lista fornita; si annuncia che le serie più votate verranno trasmesse a partire dal lancio ufficiale della rete, inizialmente datato al 1º ottobre 2011 ed in seguito rinviato. Intanto ad inizio settembre nel palinsesto del canale si aggiunge agli anime ed ai video anche il telefilm americano ''Bigfoot e il ragazzo selvaggio''.
Durante il funzionamento della pila, lo zinco si consuma mentre il rame rimane intatto (può eventualmente ossidarsi). Questo perché lo zinco cede due elettroni e passa da Zn metallico a Zn<sup>2+</sup>, questi elettroni contrariamente a quanto si possa pensare non passano al rame, che serve solo per creare la differenza di potenziale, ma passano allo [[ione idronio|ione ossonio]] H<sub>3</sub>O<sup>+</sup> formatosi dalla [[dissociazione (chimica)|dissociazione]] ionica dell'[[acido solforico]] in acqua, che si trasforma in [[idrogeno]] molecolare gassoso H<sub>2</sub>. Infatti la differenza di potenziale che si può misurare con un [[voltmetro]] è di ca. 0,7 V (solo di uno strato rame, umido, zinco) che equivale alla semicoppia Zn/Zn<sup>2+</sup> utilizzando come altra semicoppia quella dell'idrogeno H<sub>2</sub>/H<sub>3</sub>O<sup>+</sup>.
 
Il 30 novembre 2011 inizia la programmazione ufficiale del canale: il nuovo palinsesto vede la rimozione dei precedenti anime e telefilm e si basa sui video già visti in passato, ma organizzati in categorie come ''Anime Openings'', ''Anime Trailers'', ''J-Rock'', ''Fanfilm'' (dedicato a film amatoriali prodotti da fan italiani e stranieri riguardanti i loro idoli fumettistici), ''Comic Café'', ''Ongaku'' (rassegna di videoclip musicali orientali) ecc., e su programmi di produzione americana, sottotitolati in italiano, dedicati al mondo dei [[fumetti]], dei [[videogiochi]] e del [[modellismo]]: la struttura della trasmissione resta a loop ripetuti della durata media di 3-4 ore, aggiornati circa ogni settimana. Dallo stesso giorno la rete comincia a trasmettere anche alcuni degli OAV di ''[[Blame!]]'', in lingua originale con sottotitoli in italiano: si trattava, però, di un [[fansub]] utilizzato illecitamente ed all'insaputa dei realizzatori, che ne hanno poi chiesto la rimozione<ref>{{cita news|url=http://www.kanjisub.com/blog/annunci/nekotvtrasmetteillegittimamentefansubs.html|titolo=AVVISO IMPORTANTE: Neko TV e la trasmissione illegittima dei fansub|editore=Kanjisub|data=15 dicembre 2011|accesso=3 aprile 2014}}</ref>. L'anime è così stato tolto dal palinsesto a fine 2011.
Il dispositivo così costituito permise a Volta di produrre una [[corrente elettrica]], di cui osservò il flusso riuscendo a indurre la contrazione dei muscoli di una rana morta.
 
=== Dal 2012 al 2014 ===
Fino al [[1869]] anno dell'invenzione della [[dinamo]], la pila fu l'unico mezzo di produzione della corrente elettrica (allora utilizzata soprattutto per il [[telegrafo]]).
Nel 2012 la definizione d'immagine scende a 288i ed il canale arricchisce il suo palinsesto includendo vari programmi di produzione italiana e talvolta anche autoprodotti, i quali, sebbene riducano lo spazio dedicato ai contenitori di video, non ne causeranno comunque la sparizione.
 
Con un annuncio alla fiera "Reggia del fumetto" il 2 settembre 2012, il canale inizia la collaborazione con la italo-giapponese Associazione Ochacaffé, assieme alla quale produce due programmi in onda da novembre: "K-J Show", condotto dal duo musicale K-Ble Jungle (DJ Shiru ed Eriko Kawasaki), in cui si presentano varie canzoni giapponesi commentandole e facendo conoscere i loro autori, ed "Il giapponese con Eriko", corso di lingua condotto dalla sola Eriko Kawasaki; più oltre verrà prodotto anche lo spin-off "K-J Show on the road", in cui i K-ble Jungle visitano e fanno conoscere diverse fiere del fumetto italiane ed europee ed i quartieri di [[Tokyo]].
=== Pila Daniell ===
[[File:PilaDaniel.svg|thumb|300px|Schema di funzionamento di una pila Daniell]]
 
Neko TV poco dopo comincia a trasmettere anche due programmi da qualche anno in onda sulle televisioni locali: la nuova stagione di ''80 Nostalgia'', dedicato ai programmi televisivi degli anni '80 (cartoni, telefilm, pubblicità), e "G.A.M", in cui si propongono principalmente interviste a personaggi di spicco delle edizioni italiane degli anime (doppiatori, cantanti delle sigle).
Successivamente, nel [[1836]], [[John Frederic Daniell]] elaborò una pila, chiamata ''pila Daniell'', sfruttando il prototipo inventato da Volta e apportando miglioramenti in termini di voltaggio e sicurezza d'uso. La cella è costituita da un compartimento anodico ([[semicella]]) formato da una barretta di zinco immersa in una [[soluzione (chimica)|soluzione]] di [[solfato di zinco]] (ZnSO<sub>4</sub>) 1 M e un compartimento catodico formato da una barretta di rame immersa in una soluzione di [[solfato rameico|solfato di rame]] (CuSO<sub>4</sub>) 1 M.<ref name=Bockris859>{{Cita|Bockris Vol. 2|p. 859}}</ref> Le due semicelle sono collegate da un ponte salino costituito da un tubo riempito da una [[soluzione satura]] di [[nitrato di potassio]] (KNO<sub>3</sub>) con dei tappi alle estremità permeabili a ioni e acqua.<ref name=Bockris859/>
Alla chiusura del circuito esterno con un conduttore, al catodo avviene la semi-reazione di riduzione:<ref name=unipd>http://www.chimica.unipd.it/plinio.dibernardo/pubblica/Note_di_Elettrochimica.pdf</ref>
 
Intanto a fine 2012 il canale torna a 576i e per un breve periodo (dal 21 dicembre 2012 al gennaio 2013) cambia logo, sostituendo al ''maneki neko'' storico una piccola scritta trasparente su sfondo nero, ma tale modifica non dura. Nell'estate 2013 viene trasmessa in parte anche la serie animata italiana ''White'', realizzata amatorialmente in stile giapponese da Angela Vianello (l'utente di [[YouTube]] Gumitien)<ref>{{cita news|url=http://shoppingall.biz/blog/arriva-su-neko-tv-white-shopping-all-preparera-i-costumi/|titolo=Arriva su Neko Tv White! Shopping All preparerà i Costumi|editore=ShoppingAll|data=21 gennaio 2013|accesso=1 aprile 2013}}</ref><ref>{{cita web|url=http://otaklab.biz/nekotv/gumitien-productions/|titolo=Gumitien Productions|editore=Sito ufficiale|urlmorto=sì|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20130226013026/http://otaklab.biz/nekotv/gumitien-productions/|dataarchivio=26 febbraio 2013}}</ref>; intanto il canale torna a 288i.
:<tt>Cu<sup>2+</sup>(aq) + 2 e<sup>-</sup> → Cu(s)</tt>
:<tt>(E° = 0.34 V)</tt>
 
Da ottobre 2013 su Neko TV esordisce la serie televisiva italiana di fantascienza ''[[Columns (serie televisiva)|Columns]]'', prodotta e diretta da Gustavo Garrafa<ref>{{cita web|url=http://ildispaccio.it/celluloide/30540-il-telefilm-calabrese-columns-approda-sulla-tv-nazionale|titolo=Il telefilm calabrese "Columns" approda sulla tv nazionale|editore=ildispaccio.it|data=18 ottobre 2013}}</ref> e fino ad allora trasmessa solo sulle televisioni locali. Poi partono anche ''Kankoku'', autoproduzione condotta da Silvia Pochetti, Chiara Giuffrida e Giulia Franzoni dedicata alla cultura popolare della [[Corea del Sud]], in cui si parla di musica, fumetti e di [[blog]] dedicati al paese, e la webserie ''Strips!'' dedicata alla vita quotidiana in una fumetteria, già pubblicata su [[YouTube]]. Il canale annuncia anche una futura replica dell'anime [[Julie rosa di bosco]] già trasmesso in passato, ma con un'inedita sigla italiana composta dal Maestro Stefano Petrini con testo di Cristina Colangelo. Il 1º aprile 2014, a causa dell'eliminazione di alcuni canali dal mux Retecapri, il canale passa a 576i.
per cui ioni Cu<sup>2+</sup> scompaiono dalla soluzione e si depositano come metallo sulla lamina. All'anodo avviene la semi-reazione di ossidazione:<ref name=unipd/>
 
A maggio 2014 il canale annuncia un'operazione di ''reboot'', con l'obiettivo di creare una "Neko TV 2.0" con palinsesto e grafica rinnovata. Il 28 maggio iniziano ad andare in onda i promo di questa operazione, e viene modificato il logo del canale: al gatto viene aggiunta in verticale a destra la scritta giapponese 猫テレビ ''Neko Terebi'', traduzione del nome dell'emittente. Tuttavia non si verificano modifiche importanti alla programmazione, a parte la divisione del contenitore musicale unico "Ongaku" in tre diverse parti per le tre singole nazioni trattate: "Ongaku China", "Ongaku Japan" ed "Ongaku Korea".
:<tt>Zn(s) → Zn<sup>2+</sup>(aq) + 2 e<sup>-</sup></tt>
:<tt>(E° = -0.76 V)</tt>
 
Il 1º luglio 2014, dopo alcuni giorni di annunci e cartelli fissi, il canale abbandona la LCN 45 e passa alla LCN 247, causando l'eliminazione di Capri Fashion;<ref>{{cita news|url=https://satedigital.wordpress.com/2014/06/28/pagina_199/|titolo=MUX RETECAPRI: TRASMISSIONI SOSPESE PER NEKO TV, RITORNANO DAL 1°LUGLIO SULLA LCN 247.|data=28 giugno 2014|urlmorto=sì}}</ref> sul canale 45 arriva provvisoriamente il nuovo canale per bambini Junior TV, che nei mesi successivi trasmetterà alternandosi fra il mux [[TIMB 2]] ed il mux Retecapri. Nell'agosto 2014 il sito di Neko TV viene hackerato e sostituito da un cartello fisso di proteste contro la gestione del canale, per poi venire definitivamente chiuso.
per cui dello zinco metallico si stacca dalla lamina raggiungendo la soluzione come ioni Zn<sup>2+</sup>.
La reazione completa è:<ref name=unipd/>
 
=== Dal 2015 al 2016 ===
:<tt>Zn(s) + Cu<sup>2+</sup>(aq) → Zn<sup>2+</sup>(aq) + Cu(s)</tt>
{{F|televisione|febbraio 2019|arg2=Italia}}
:<tt>(∆E° = 1.1 V)</tt>
L'8 gennaio 2015 Neko TV riassume il logo storico senza scritta e il 3 febbraio 2015, in conseguenza di vari movimenti sul mux Retecapri e del fallimento del progetto Junior TV, cominciano ad essere disponibili due versioni di Neko TV: la prima, sull'LCN 45 ed in [[SDTV|definizione standard]], ha una nuova versione del logo comprendente il nome giapponese ed il sito ufficiale "www.nekotv.tv" (che tuttavia resta chiuso), trasmette per qualche giorno un'alternanza di televendite (per la prima volta mandate in onda su Neko TV) e nuovi programmi della rete, per poi rimuovere nuovamente le interruzioni pubblicitarie; la seconda, sull'LCN 247 ed a bassa definizione, mantiene il logo storico e trasmette continuamente il precedente loop di programmi.
 
In questo periodo Neko TV inizia una collaborazione con il sito Otaku TV Italia, che produrrà per loro puntate di programmi su vari argomenti, fra cui Superhero Time, Otaku Mania ed altri. Il 26 febbraio 2015 la LCN 247 viene definitivamente abbandonata, ed a quella posizione torna Capri Fashion: Neko TV resta sul canale 45, prevalentemente in definizione standard. Tuttavia, tornano le televendite, che stavolta occupano la fascia dalle 9:00 alle 23:00, lasciando la nuova programmazione del canale solo di notte e di mattina presto. A partire da giugno 2015 le televendite vengono limitate all'orario 9:00-18:00, ma il loop del palinsesto non viene più cambiato per mesi.
Per effetto di questa reazione nel comparto catodico mancherebbero cariche positive, mentre nel comparto anodico si avrebbe un eccesso di cariche positive. Il tutto però viene compensato perché gli ioni potassio (K<sup>+</sup>) e nitrato (NO<sub>3</sub><sup>-</sup>) del ponte salino si spostano raggiungendo il compartimento catodico ed anodico, rispettivamente, ristabilendo l'elettroneutralità della soluzione. Gli elettroni nel circuito esterno girano dalla barretta di zinco a quella di rame e quindi la corrente convenzionale positiva I, va dal rame allo zinco.
Il potenziale teorico della pila Daniell è ∆E° = E°(Cu<sup>2+</sup>/Cu) - E°(Zn<sup>2+</sup>/Zn)= 1.10 [[volt|V]]<ref>http://www.uniroma2.it/didattica/Chimica-Medica/deposito/stechiometria5.pdf</ref> (ottenibile in condizioni quasi statiche reversibili), differenza tra il potenziale catodico (polo positivo) e quello anodico (polo negativo).
 
Da agosto 2015 la pagina Facebook ufficiale annuncia che NekoTV ha cambiato proprietà ed ora è gestito da tale "Associazione culturale Asialab", che punta a rilanciare il canale. Nel mese di novembre 2015 viene finalmente rinnovata la sequenza di programmi in onda: le trasmissioni stavolta durano dalle 19:00 alle 9:00, mentre le rimanenti dieci ore rimangono occupate da televendite. Un banner in sovrimpressione segnala che dal 31 ottobre 2015 la programmazione del canale sarà visibile in streaming sul sito ''www.nekotv.tv'' e annuncia la nascita di una ''Neko TV 3.0'' con una nuova programmazione; tuttavia, il sito in questione rimane chiuso ed il canale continua a proporre le stesse trasmissioni ripetute ad oltranza.
=== Cronologia ===
[[File:Volta-and-napoleon.PNG|thumb|300px|Nel [[1801]] [[Alessandro Volta]] illustra la sua invenzione a [[Napoleone Bonaparte]].]]
 
Dopo un'ultima leggera modifica al palinsesto nel gennaio 2016, il canale viene del tutto abbandonato e continua il suo ciclo di repliche infinite (il cui orario di inizio serale viene posticipato col tempo prima alle 20:00 e poi alle 20:30 da inizio 2017) alternate a televendite durante la mattina ed il pomeriggio, fino alla sua chiusura. Intanto la definizione del canale scende a 288i dal 20 maggio 2016.
* [[1799]]: viene realizzata la pila di Volta.<ref>http://www.aei.it/ita/museo/mp4_aaa1.htm</ref>
* [[1801]]: la pila di Volta viene presentata all<nowiki>'</nowiki>''Institut National des Sciences et Arts''.<ref>http://www.storiain.net/arret/num50/artic6.htm</ref>
* [[1810]]: Zamboni realizza la prima pila a secco al biossido di manganese.<ref name=aei2>http://www.aei.it/ita/museo/mp4_aaa2.htm</ref>
* [[1816]]: William Hyde Wollaston realizza la pila a tazze.<ref name=aei2/>
* [[1836]]: viene messa a punto la [[pila Daniell]].<ref name=aei3>http://www.aei.it/ita/museo/mp4_aaa3.htm</ref>
* [[1838]]: viene realizzata la [[pila di Grove]].<ref name=aei3/>
* [[1840]]: viene realizzata la pila Bunsen.<ref name=aei3/>
* [[1859]]: viene realizzato da [[Gaston Planté]] il primo accumulatore.<ref name=aei4>http://www.aei.it/ita/museo/mp4_aaa4.htm</ref>
* [[1866]]: [[Georges Leclanché]] inventa e brevetta il progenitore della [[pila a secco]] (soluzione elettrolita ancora acquosa).<ref name=aei4/>
* [[1886]]: [[Carl Gassner]] brevetta la prima [[pila a secco]] (pasta elettrolita e non più soluzione acquosa).
* [[1893]]: viene inventata la [[pila Weston]].<ref name=aei6>http://www.aei.it/ita/museo/mp4_aaa5.htm</ref>
* [[1911]]: la pila Weston viene adottata come riferimento standard internazionale per la misura della forza elettromotrice.<ref name=aei6/>
* [[1914]]: la pila zinco-aria viene ideata da [[Charles Fery]].<ref name=aei6/>
* [[1936]]: viene ideata una pila a combustibile a metano da Emil Baur e H. Preis.<ref name=aei6/>
* [[1942]]: viene ideata la batteria al mercurio da Samuel Ruben<ref name=aei6/>
* [[1947]]: viene ideata una pila a combustibile con elettrolito solido da O.K. Davtyan.<ref name=aei6/>
* [[1950]]: viene ideata una pila all'ossido di argento da Samuel Ruben.<ref name=aei6/>
* [[1950]]: nel corso degli anni '50 viene ideata da Lewis Urry la batteria alcalina.<ref name=aei6/>
* [[1954]]: viene realizzata da [[Francis Thomas Bacon]] una pila a combustibile a idrogeno e ossigeno, con elettrolita alcalino.<ref name=aei6/>
* [[1957]]: inizia la commercializzazione delle pile al mercurio (Ruben-Mallory).<ref name=aei6/>
* [[1970]]: vengono realizzate le prime batterie non ricaricabili al litio da compagnie americane e giapponesi.<ref name=aei6/>
* [[1963]]: le celle a combustibile vengono utilizzate per la prima volta su un veicolo spaziale.<ref name=aei6/>
* [[1987]]: viene realizzata la pila alluminio-aria.<ref name=aei6/>
* [[1990]]: iniziano i divieti di produzione delle batterie al mercurio (Ruben-Mallory).<ref name=aei6/>
 
=== Chiusura ===
<gallery>
Il 26 novembre 2016 viene diffusa la notizia che [[Sony Pictures Entertainment|Sony Pictures Television]] è in trattativa con l'editore Television Broadcasting System per l'acquisto della LCN 45 di Neko TV, unitamente alla LCN 55 di Capri Gourmet<ref>{{Cita web|url=http://www.tvdigitaldivide.it/2016/11/26/sony-sbarca-sul-digitale-terrestre-con-due-canali/|titolo=Sony sbarca sul digitale terrestre con due canali|autore=Scritto da Matteo Bayre|sito=Tv Digital Divide|data=26 novembre 2016|accesso=8 aprile 2017}}</ref>; l'accordo risulta essersi concluso il 28 febbraio 2017<ref>{{Cita web|url=http://www.corrierecomunicazioni.it/it-world/46098_sony-sbarca-sul-dtt-italiano-acquistati-due-canali-da-tbs.htm|titolo=Sony Pictures sbarca sul Dtt italiano: comprati due "posti" sul telecomando|sito=www.corrierecomunicazioni.it|accesso=8 aprile 2017}}</ref>.
File:Pila de Zamboni.jpg|Pila di Zamboni
File:Plante lead acid cell.jpg|Accumulatore di Planté
File:Daniell-element---Elemento-Daniell.jpg|Pila Daniell
File:Pila de Grove--Grove cell.JPG|Pila di Grove
File:Pile Leclanché.jpg|Pila Leclanché
File:Bunsen cell.jpg|Pila Bunsen
</gallery>
 
Il 27 aprile 2017 [[Pop (Italia)|Pop]] viene aggiunto sul mux [[TIMB 3]] ed inizia a trasmettere dei filmati promo, occupando la stessa LCN di Neko TV<ref>[https://sites.google.com/site/litaliaindigitale/muxnazionali/newsmuxnazionali/aprile2017/170427-timbmux3-inseritipopefineliving TIMB MUX 3: INSERITI POP E FINE LIVING.], L'ITALIA IN DIGITALE</ref>, mentre il 1º maggio dello stesso anno Neko TV cessa le trasmissioni, terminando così il conflitto LCN con Pop.<ref>[https://sites.google.com/site/litaliaindigitale/muxnazionali/newsmuxnazionali/maggio2017/170501-muxretecapri-eliminatanekotv MUX RETECAPRI: ELIMINATA NEKO TV], L'Italia in digitale.</ref>
== Batterie moderne ==
Le pile primarie, chiamate comunemente [[batteria (chimica)|batterie]], sono quelle pile le cui reazioni chimiche interne sono irreversibili. In altre parole, non è possibile invertire la reazione completa semplicemente fornendo energia alla pila; quindi, in sostanza, quando tutti i reagenti della pila si trasformano completamente nei prodotti finali, essa si scarica definitivamente divenendo inutilizzabile.
 
== Palinsesto ==
=== Pila zinco-carbone ===
=== Serie animate ===
[[File:Pila leclanche schema.PNG|thumb|150px|Rappresentazione schematica di una pila zinco-carbone; il catodo (+) è una barretta di grafite, il contenitore esterno di zinco funge da anodo (-)]]
* ''[[Golion]]''
La prima '''pila a secco''' (cioè priva di elementi liquidi) prodotta industrialmente e commercializzata su ampia scala fu la '''pila zinco-carbone''', brevettata nel 1886 dal Dr Carl Gassner, che sviluppò un precedente prototipo inventato e brevettato da [[Georges Leclanché]] nel 1866 (la cosiddetta ''pila Leclanché''). In sostanza la precedente pila Leclanché aveva i due elettrodi ancora immersi in una soluzione acquosa elettrolita di cloruro di zinco e cloruro di ammonio, per cui non può essere considerata una vera e propria pila a secco.
* ''[[Esopo favoloso|Le favole di Esopo]]''
* ''[[Julie rosa di bosco]]''
* ''[[Il piccolo guerriero]]''
 
==== Serie animate amatoriali ====
La pila zinco-carbone ha forma cilindrica ed è costituita da un [[anodo]] di [[zinco]] metallico che occupa la base inferiore e la superficie del cilindro, fungendo quindi anche da contenitore. All'interno troviamo una pasta gelatinosa di [[biossido di manganese]] e [[cloruro di ammonio]], misti ad una polvere di carbone. Il [[catodo]] è costituito da una barretta di [[grafite]], immersa in questa pasta e la cui sommità, ricoperta da un cappuccio metallico, sporge sulla base superiore del cilindro. Una plastica sigillante divide il cappuccio metallico dal contenitore di zinco, in modo da evitare il corto circuito tra anodo e catodo.
* ''White''
* ''ButterflyZ''
 
=== Serie TV ===
La semi-reazione di riduzione avviene sulla superficie del catodo di grafite e coinvolge il biossido di manganese.
* ''Bigfoot e il ragazzo selvaggio (Bigfoot and Wildboy)''
La [[stechiometria]] della reazione di riduzione non è esattamente nota ed è probabilmente costituita da più reazioni parallele. Reazioni rappresentative sono le seguenti:
 
==== Serie TV amatoriali ====
:<tt>2 MnO<sub>2</sub> + 2 NH<sub>4</sub><sup>+</sup> + 2 e<sup>-</sup> → 2 MnO(OH) + 2 NH<sub>3</sub></tt>
* ''[[Columns (serie televisiva)|Columns]]''
:<tt>2 MnO<sub>2</sub> + 2 NH<sub>4</sub><sup>+</sup> + 2 e<sup>-</sup> → 2 Mn<sub>2</sub>O<sub>3</sub> + 2 NH<sub>3</sub> + H<sub>2</sub>O</tt>
* ''Kankoku''
* ''Strips!''
 
=== Contenitori ===
La barra di grafite e la polvere di carbone non partecipano alla reazione e servono solo per facilitare la conduzione degli elettroni.
* ''Comics Manga Show''
La semi-reazione di ossidazione avviene sulla superficie interna del contenitore di zinco e può essere così espressa:
* ''Anime Trailers''
* ''Anime Openings''
* ''Fan Film Short''
* ''Game Trailers''
* ''J-Commerce''
* ''J-Rock''
* ''Ongaku Japan''
* ''Ongaku China''
* ''Ongaku Korea''
* ''Vocaloid Station''
* ''Comics Café''
* ''Nerdyness''
* ''Cinefantastique''
 
=== Programmi vari ===
:<tt>Zn → Zn<sup>2+</sup> + 2 e<sup>-</sup></tt>
* ''Jack Ryoga Channel: modellismo, fumetti, recensioni e informazioni sul mondo Nerd''
 
* ''KIT - Modellismo In Tv''
Il cloruro d'ammonio, oltre a fornire gli ioni H<sup>+</sup> per la semi-reazione (o semi-reazioni) di riduzione, ha anche il compito di [[composti di coordinazione|complessare]] gli [[ione|ioni]] zinco prodotti dalla semi-reazione di ossidazione, mantenendo quindi bassa la concentrazione degli ioni Zn<sup>2+</sup> liberi, e quindi mantenendo basso il potenziale di riduzione (E) della coppia redox Zn/Zn<sup>2+</sup>, secondo l'[[equazione di Nernst]]:
* ''Marvel's The Watcher''
 
* ''G4's Fresh Ink''
:<tt>Zn<sup>2+</sup> + 4 NH<sub>4</sub><sup>+</sup> + 4 OH<sup>-</sup> → [Zn(NH<sub>3</sub>)<sub>4</sub>]<sup>2+</sup> + 4 H<sub>2</sub>O </tt>
* ''KJ Show''
 
* ''KJ on the Road''
Zn e MnO<sub>2</sub> sono entrambi solidi per cui, pur essendo fisicamente a contatto non reagiscono all'interno della pila in maniera rapida.
* ''Kessel Run''
I potenziali di riduzione all'anodo e catodo (E) sono difficili da calcolare sia perché sono instabili a causa delle variazioni delle specie ioniche coinvolte nelle due semi-reazioni (secondo l'equazione di Nernst E dipende dalla concentrazioni molari delle specie ioniche coninvolte nella semi-reazioni), sia perché sono diverse le semi-reazioni di riduzione al catodo. In ogni caso la differenza di potenziale (d.d.p) o forza elettromotrice (f.e.m.) di una pila zinco carbone giovane (∆E) è circa 1.5 V.
* ''Giapponese con Eriko''
 
* ''Salotto FeelThe90''
La pila zinco-carbone ha numerosi svantaggi: il contatto fisico Zn e MnO<sub>2</sub> e l'ambiente acido della pila non impediscono la reazione di ossidoriduzione anche a riposo, rendendo relativamente elevato il processo di scarica a riposo. Le numerose reazioni parallele portano alla formazione di numerose sostanze che aumentano la resistenza interna della pila, abbassando il ∆E (inizialmente 1.5 V ma poi destinato ad abbassarsi rapidamente). Anche l'[[ammoniaca]] che si libera al catodo tende a formare un velo gassoso sulla sua superficie, aumentando la resistenza interna e quindi abbassando il ∆E. In altre parole la pila ha facilità a scaricarsi. Un problema aggiuntivo è dato dall'assottigliamento della parete di zinco della pila a causa della semi-reazione di ossidazione. Questo porta a problemi di perdita del contenuto interno.
* ''Kankoku''
 
* ''GAM - Giappone animato magazine''
Tutti questi limiti hanno impedito alle pile zinco-carbone di rimanere competitive ed essere così sostituite gradualmente dalle pile alcaline. Sono comunque più economiche di quest'ultime e restano ancora oggi reperibili sul mercato.
* ''Otaku Mania''
 
* ''Superhero Time''
=== Batterie alcaline ===
* ''80 Nostalgia''
[[File:Alkali battery 5.jpg|thumb|200px|Alcune batterie alcaline]]
[[File:Schnitt Alkali-Mn-Batterie.jpg|thumb|200px|Rappresentazione schematica di una batteria alcalina. Polvere di MnO<sub>2</sub> (marrone); polvere di Zn (grigio chiaro); separatore (grigio scuro); barra di metallo e adesa superficie metallica che fungono da anodo e contenitore metallico che funge da catodo (grigio); sigillante di plastica e membrana di sovrappressione (giallo); etichetta (verde)]]
 
Furono Inventate negli anni ‘50 da un ingegnere canadese, Lewis Urry, e sono l'evoluzione delle pile a secco zinco-carbone.
L'ossidante e il riducente sono ancora [[biossido di manganese]] (MnO<sub>2</sub>) e [[Zinco|zinco metallico]] (Zn), ma lo Zn non forma più il contenitore esterno, bensì è inserito in forma di polvere attorno ad una barra metallica inerte (anodo). MnO<sub>2</sub> è anch'esso una polvere a contatto con il contenitore esterno metallico e inerte (catodo). Le due polveri di Zn e MnO<sub>2</sub> sono immerse in una pasta gelatinosa, alcalina appunto, di [[idrossido di potassio]] (KOH) come elettrolita e sono separate da un separatore che fa passare ioni, ma non le due sostanze solide polverizzate. La presenza del KOH è fondamentale in quanto ha il vantaggio di non produrre gas durante il funzionamento (esempio NH<sub>3</sub>) e di non avere cadute di tensione (∆E), che rimane costante e pari ad 1.5 V. L'estremità della barra di metallo che funge da anodo è a contatto con un dischetto di metallo sulla base inferiore del cilindro della pila, estendendo quindi la funzione anodica a tutto il dischetto. Quest'ultimo è separata dal contenitore esterno catodico di metallo da un sigillante di plastica non conduttore che evita il corto circuito.
 
La semi-reazione di riduzione avviene sulla superficie metallica catodica (inerte) e coinvolge il biossido di manganese.
La [[stechiometria]] della semi-reazione di riduzione non è esattamente nota ed è probabilmente costituita da più reazioni parallele. Una reazione rappresentativa è la seguente:
 
:<tt>MnO<sub>2</sub> + 2 H<sub>2</sub>O + 2 e<sup>-</sup> → Mn(OH)<sub>2</sub> + 2 OH<sup>-</sup></tt>
 
Il potenziale di riduzione (E) di questa semireazione equivale a quello standard (E°) in quanto MnO<sub>2</sub> e Mn(OH)<sub>2</sub> sono solidi e OH<sup>-</sup> è ad una concentrazione molare alta, vicina ad 1 M (standard). Quindi E = E° = +0.25 V. Tale potenziale E è inoltre costante in quanto la concentrazione molare di OH<sup>-</sup> rimane alta durante il funzionamento della pila e dell'ordine di grandezza di 1 M (KOH è il componente in eccesso).
La semi-reazione di ossidazione avviene sulla superficie interna della barra metallica anodica (inerte) del contenitore di zinco e può essere così espressa:
 
:<tt>Zn → Zn<sup>2+</sup> + 2 e<sup>-</sup></tt>
 
Il potenziale di riduzione (E) di questa semi-reazione non equivale a quello standard (E°) in quanto la concentrazione molare di Zn<sup>2+</sup> è molto più bassa di 1 M ([Zn<sup>2+</sup>] << 1 M). La presenza di KOH fa infatti precipitare Zn(OH)<sub>2</sub> (che poi si convertirà in ZnO), stabilendo una concentrazione bassa e costante di Zn<sup>2+</sup>:
 
:<tt>K<sub>PS</sub> = [Zn<sup>2+</sup>] [OH<sup>-</sup>]<sup>2</sup></tt>
 
Essendo K<sub>PS</sub> = 6.8 10<sup>−17</sup> ed essendo [OH<sup>-</sup>] = 1 M, si può desumere che [Zn<sup>2+</sup>] = 6.8 10<sup>−17</sup>. Applicando poi l'[[equazione di Nernst]] si ottiene che E = -1.25 V. Si verifica anche la reazione di formazione del complesso di coordinazione Zn(OH)<sub>4</sub><sup>2-</sup>, ma si può dimostrare che ciò non cambia la concentrazione molare di Zn<sup>2+</sup> libero.
 
La reazione redox completa è:
 
:<tt>Zn + MnO<sub>2</sub> + H<sub>2</sub>O → ZnO + Mn(OH)<sub>2</sub></tt>
 
A differenza della tradizionale pila zinco-carbone, nella pila alcalina entrambi i potenziali di riduzione (E) all'anodo e al catodo sono noti, stabili e costanti durante il funzionamento della pila, garantendo una ∆E = 1.5 V. Inoltre Zn e MnO<sub>2</sub> non sono adesso a contatto (divisi dal separatore) e quindi non reagiscono tra di loro quando la pila è a riposo (no scarica a riposo). Non si liberano gas e non vi sono reazioni indesiderate, impedendo cadute di potenziale (∆E stabile). Infine non c'è consumo del contenitore della pila e quindi non ci sono perdite.
 
La pila alcalina ha permesso quindi il superamento di tutti i limiti della pila zinco-carbone, sostituendola gradualmente sul mercato. L'unico svantaggio è il maggior costo.
 
<blockquote class="toccolours" style="float:none;">
:'''Usi''': torce elettriche, giocattoli, strumenti elettrici ed elettronici vari
:'''Vantaggi''': tempo di vita più lungo a riposo, nessuna caduta di tensione anche ad elevata intensità di corrente erogata, nessuna perdita
 
</blockquote>
 
=== Batterie zinco-aria ===
[[File:Zinc-air-battery-types.gif|thumb|300px|Alcune batterie zinco-aria. Il protettore colorato protegge il catodo dal contatto con l’ossigeno dell’aria]]
 
La prima batteria zinco-aria fu realizzata da Charles Fery nel 1914 in versione “ingombrante”. Furono poi perfezionate e ridotte di volume negli anni ’70. Oggi le più comuni batterie zinco-aria hanno la dimensione e forma di un bottone e sono utilizzate per [[apparecchi acustici]] da applicare all'[[orecchio]] dei [[non udenti]], per misuratori di [[telemetria]] cardiaci ed altri apparecchi medici. Trovano applicazioni anche per telecamere ed altri oggetti.
 
La parete laterale interna e la base superiore della batteria sono occupati da una lastra metallica inerte che funge da anodo. Questa racchiude un pasta gelatinosa umida alcalina a base di KOH e contenente polvere di zinco. La parete laterale esterna e la base inferiore della batteria costituiscono un’altra lastra metallica inerte che funziona da catodo e che è separata dalla prima grazie a un sigillante di plastica non conduttore che evita il corto circuito. La lastra metallica catodica è forata a livello della base inferiore per far passare l’ossigeno dell’aria ([[Ossigeno|O<sub>2</sub>]]) e sopra di essa è adagiata una carta da filtro e poi ancora un foglio di [[teflon]], entrambi permeabili all’O<sub>2</sub>. Ancora sopra è presente un sottile strato di materiale, tenuto insieme da un rete e imbevuto dello stesso gel alcalino a base di KOH, in grado di [[Catalizzatore|catalizzare]] (accelerare) la decomposizione dell’O<sub>2</sub>. Tale gel alcalino è separato da quello contenente la polvere di zinco grazie ad un separatore permeabile agli ioni.
 
Sulla superficie interna della lastra anodica avviene la semi-reazione di ossidazione, identici nella stechiometria e nel potenziale E a quelli già descritti per la batteria alcalina (vedi sopra), ovvero:
 
:<tt>Zn → Zn<sup>2+</sup> + 2 e<sup>-</sup></tt>
:<tt>E = -1.25 V</tt>
 
La semi-reazione di riduzione avviene grazie al passaggio dell’O<sub>2</sub> dell’aria attraverso i fori della lastra catodica, la carta da filtro e il teflon, fino a raggiungere la massa catalizzatrice:
 
:<tt>O<sub>2</sub> + 2 H<sub>2</sub>O + 4 e<sup>-</sup> → 4 OH<sup>-</sup></tt>
:<tt>E = +0.40 V</tt>
 
Il potenziale di riduzione (E) di questa semireazione equivale a quello standard (E°) in quanto OH<sup>-</sup> è ad una concentrazione molare alta, vicina ad 1 M (standard). Quindi E = E° = +0.40 V. Tale potenziale è inoltre costante in quanto la concentrazione molare di OH<sup>-</sup> e la pressione parziale di O<sub>2</sub> rimangono alte e costanti durante il funzionamento della pila.
 
La reazione redox completa è:
 
:<tt>2 Zn + O<sub>2</sub> → 2 ZnO</tt>
:<tt>∆E = 1.65 V</tt>
 
Come nella pila alcalina entrambi i potenziali di riduzione (E) all'anodo e al catodo sono noti, stabili e costanti durante il funzionamento della pila, garantendo una ∆E = 1.65 V. La batteria è economica ed ha alta densità di energia grazie all’assenza di immagazzinamento dell’ossidante. La scarica a riposo della pila è trascurabile se è mantenuto il sigillante sulla parete catodica che impedisce il passaggio di O<sub>2</sub>. In assenza del sigillante l’ O<sub>2</sub> diffonde facilmente fino a dentro la pila ossidando lo Zn. Altro svantaggio è costituito dalla potenza molto ridotta che ne limita l’uso ad apparecchi di piccola dimensione.
 
<blockquote class="toccolours" style="float:none;">
:'''Usi''': apparecchi acustici, misuratori telemetrici cardiaci, strumenti elettrici ed elettronici a bassa potenza
:'''Vantaggi''': dimensione piccola, alta energia specifica, ∆E stabile (∆E = +1.65 V), basso costo.
:'''Svantaggi''': bassa capacità (utilizzabili solo per piccoli strumenti), funziona male in condizioni di clima secco
</blockquote>
 
=== Batterie ad argento ===
[[File:Silver-oxide-button-batteries.png|thumb|200px|Alcune batterie ad argento]]
 
Inventata e commercializzata negli anni ’50 in varie forme e dimensioni. Fu utilizzata per tutta la seconda metà del secolo scorso nell’[[aeronautica militare]], civile e spaziale. Gli alti costi di realizzazione, dovuti alla presenza dell'[[argento]], l'hanno oggi resa poco competitiva in questi campi, ma sono ancora commercializzate e molto usate batterie da argento di piccole dimensioni, a forma di bottone, per orologi, calcolatrici, macchine fotografiche ed altri oggetti elettronici di piccoli dimensioni.
 
La base superiore della batteria è occupata da una lastra metallica inerte che funge da anodo, mentre la base inferiore e la parete laterale sono costituiti da una simile lastra metallica inerte che funziona da catodo. Una plastica sigillante e isolante corre internamente alla parete laterale fino alla base superiore, interponendosi tra anodo e catodo ed evitando così il corto circuito. All’interno, a contatto con le basi superiore e inferiore della batteria, si trovano due paste gelatinose alcaline a base di idrossido di potassio (KOH) e contenenti una polvere di zinco (Zn) e un polvere di [[ossido di argento]] (Ag<sub>2</sub>O), rispettivamente. Queste sono separate da un separatore permeabile agli ioni che, come in tutte le pile, assicura il ristabilimento della neutralità nei due ambienti gelatinosi.
 
Sulla superficie interna della lastra anodica avviene la semi-reazione di ossidazione, identici nella stechiometria e nel potenziale E a quelli già descritti per la batteria alcalina (vedi sopra), ovvero:
 
:<tt>Zn → Zn<sup>2+</sup> + 2 e<sup>-</sup></tt>
:<tt>E = -1.25 V.</tt>
 
Sulla superficie interna della lastra catodica avviene la semi-reazione di riduzione:
 
:<tt> Ag<sub>2</sub>O + H<sub>2</sub>O + 2e- → 2Ag<sup>+</sup> + 2OH<sup>-</sup></tt>
:<tt>E = +0.342 V.</tt>
 
Il potenziale di riduzione (E) di questa semireazione equivale a quello standard (E°) in quanto Ag<sub>2</sub>O e Ag sono composti solidi e OH<sup>-</sup> è ad una concentrazione molare alta, vicina ad 1 M (standard). Quindi E = E° = +0.342 V. Tale potenziale è inoltre costante in quanto la concentrazione molare di OH<sup>-</sup> rimane alta e costante durante il funzionamento della pila.
 
La reazione redox completa è:
 
:<tt>Zn + Ag<sub>2</sub>O -> ZnO + 2Ag</tt>
:<tt>∆E = 1.6 V</tt>
 
Come nella pila alcalina entrambi i potenziali di riduzione (E) all'anodo e al catodo sono noti, stabili e costanti durante il funzionamento della pila, garantendo una ∆E = 1.6 V. La batteria è inoltre piccola e quindi adatta per piccoli apparecchi. La presenza dell’argento la rende tuttavia costosa.
 
<blockquote class="toccolours" style="float:none;">
:'''Usi''': Aeronautica militare, civile e spaziale (nel secolo scorso e con dimensioni decisamente più grandi di quelle descritte qui); orologi, calcolatrici, macchine fotografiche, telecamere ed altri oggetti elettrici ed elettronici di piccole dimensioni.
:'''Vantaggi''': dimensione piccola, ∆E stabile (∆E = +1.6 V).
:'''Svantaggi''': bassa capacità (utilizzabili solo per piccoli strumenti), costo relativamente alto
</blockquote>
 
=== Batterie al mercurio (batterie Ruben-Mallory) ===
Inventata nel [[1942]] da [[Samuel Ruben]] fu utilizzata nel corso della [[seconda guerra mondiale]] per applicazioni militari ([[walkie-talkie]], [[munizioni]] e [[metal detector]]). Fu commercializzata dopo la guerra in varie forme e dimensioni e trovò uso per varie applicazioni, soprattutto in piccola forma (a bottone) come per le pile ad argento descritte sopra. Fu largamente usata per orologi, calcolatrici, macchine fotografiche, ed altri piccoli oggetti. Fu anche molto utilizzata per applicazioni mediche (apparecchi acustici, pacemakers ed altri dispositivi impiantibili per via chirurgica). A partire dagli anni ’90 cominciarono, in alcuni stati degli USA, le limitazioni per la fabbricazione di queste batterie a causa del [[mercurio]] liquido da esse prodotte, ritenuto dannoso per l’ambiente a causa dello smaltimento improprio delle batterie stesse da parte della popolazione fruente. Oggi la produzione è vietata in tutti gli [[Stati Uniti d'America|Stati Uniti]], in tutta [[Europa]] ed in molti altri stati occidentali e non.
 
Le batterie a bottone al mercurio hanno una costituzione e una chimica molto simili a quelle delle batterie a bottone ad argento. L’unica differenza è la presenza di una polvere di [[HgO|ossido di mercurio]] (HgO) a sostituire quella di ossido di Argento (Ag<sub>2</sub>O). Sulla superficie interna della lastra catodica avviene la semi-reazione di riduzione:
 
:<tt> HgO + H<sub>2</sub>O + 2e<sup>-</sup> → Hg + 2OH<sup>-</sup></tt>
:<tt>E = +0.09 V.</tt>
 
Il potenziale di riduzione (E) di questa semi-reazione equivale a quello standard (E°) in quanto HgO e Hg sono composti indisciolti (solidi e liquidi rispettivamente) e OH<sup>-</sup> è ad una concentrazione molare alta, vicina ad 1 M (standard). Quindi E = E° = +0.09 V. La semi-reazione di ossidazione e il suo potenziale sono identiche a quelle viste per la batteria alcalina e ad argento. La reazione redox completa è:
 
:<tt>Zn + HgO → ZnO + Hg</tt>
:<tt>∆E = 1.3 V</tt>
 
Come nella pila alcalina e ad argento entrambi i potenziali di riduzione (E) all'anodo e al catodo sono noti, stabili e costanti durante il funzionamento della pila, garantendo una ∆E = 1.3 V.
 
<blockquote class="toccolours" style="float:none;">
:'''Usi''': fino al loro divieto furono usate per orologi, calcolatrici, macchine fotografiche, telecamere, pacemakers, apparecchi acustici ed altri oggetti elettrici ed elettronici di piccole dimensioni
:'''Vantaggi''': dimensione piccola, ∆E stabile (∆E = +1.3 V).
:'''Svantaggi''': bassa capacità (utilizzabili solo per piccoli strumenti), alta tossicità
</blockquote>
 
=== Batterie al litio===
[[File:Battery-lithium-cr2032.jpg|thumb|150px|Una batteria al litio a bottone]]
[[File:CR2032 disassembled.jpg|thumb|200px|Batteria al litio disassemblata. Da sinistra a destra troviamo: superficie metallica dell’anodo ricoperto internamente da uno strato di litio metallico, separatore poroso, polvere di MnO<sub>2</sub>, rete metallica conduttrice, superficie metallica del catodo (danneggiato durante l’apertura della batteria), anello di plastica sigillante]]
 
Da non confondere con le [[Accumulatore di carica elettrica|batterie ricaricabili agli ioni di litio]] (Li-ion).
 
Inventata e commercializzata nel 1970 da varie compagnie americane e giapponesi generalmente in piccola forma (ad esempio a bottone), è oggi utilizzata per orologi, macchine fotografiche, calcolatrici, telecomandi auto per chiusura centralizzata, apparati impiantabili per via chirurgica (pacemakers, defibrillatori impiantabili, impianti cocleari, sensori di glucosio, ecc.), oggetti elettronici di vario tipo.
 
La base inferiore della batteria è occupata da una lastra metallica inerte che funge da anodo, mentre la base superiore è costituita da una simile lastra metallica inerte che funziona da catodo. Un anello di plastica sigillante tiene unite le due lastre impendendone allo stesso tempo il contatto fisico e quindi il corto circuito. All’interno, la base inferiore è a contatto con uno o più strati di litio (Li) immersi in un solvente organico aprotico (che non rilascia ioni H<sup>+</sup>). La base superiore è invece a contatto con un composto ossidante che può variare a seconda del tipo di batteria presa in considerazione, anch’esso immerso nello stesso solvente aprotico. I due ambienti sono divisi da un separatore poroso permeabile agli ioni, ma non a composti solidi.
Nell’80% delle batterie al litio esistenti in commercio l’ossidante è biossido di manganese (MnO<sub>2</sub>), e il solvente aprotico è carbonato di propilene o [[1,2-dimetossietano]] dove si trova disciolto come sale elettrolita LiClO<sub>4</sub>.
 
All’anodo avviene la semi-reazione di ossidazione:
 
:<tt>Li → Li<sup>+</sup> + e<sup>-</sup></tt>
 
Tale semi-reazione ha in soluzione acquosa il potenziale di riduzione standard più basso in assoluto (E° = -3.04), così basso che gli ioni H<sup>+</sup> presenti nell’acqua o in qualunque solvente organico protico (anche in ambiente alcalino) reagirebbero in maniera esplosiva con Li metallico dando luogo alla formazione di ioni Li<sup>+</sup> e idrogeno gassoso (H<sub>2</sup>). Questo è il motivo per cui la soluzione elettrolita della pila è in solvente organico aprotico.
Al catodo avviene la semi-reazione di riduzione:
 
:<tt> MnO<sub>2</sub> + Li<sup>+</sup> + e<sup>-</sup> → LiMnO<sub>2</sub></tt>
 
In questa semi-reazione, gli ioni litio, provenienti dalla semi-reazione di ossidazione attraverso il setto poroso, si associano a MnO<sub>2</sub> senza cambiare il proprio stato ionico e numero di ossidazione, che rimane +1. Sono piuttosto gli atomi di Mn a ridursi passando da numero di ossidazione +4 a +3 (l’assenza di acqua e di solvente protico impedisce a MnO<sub>2</sub> di ridursi secondo le semi-reazioni che avvengono nella pila zinco carbone ed alcalina).
In soluzione acquosa, i potenziali di riduzione standard (E°) delle due semi-reazioni viste sono, rispettivamente, -3.04 V e +0.25 V, dando luogo ad una differenza di potenziale (∆E°) di 3.29 V. Tuttavia il solvente non è acquoso e i due potenziali sono ignoti e comunque diversi dai valori standard. È nota solo la differenza di potenziale tra anodo e catodo (∆E), pari a 3 V. Le reazione redox completa è quindi:
 
:<tt>MnO<sub>2</sub> + Li → LiMnO<sub>2</sub></tt>
:<tt>∆E = 3 V</tt>
 
La batteria al litio ha comportato una vera e propria rivoluzione nel campo delle batterie che si è allargata anche alle [[accumulatore di carica elettrica|pile secondarie (ricaricabili)]]. La semi-reazione del litio ha in assoluto il valore E° più basso, garantendo un alto valore di ∆E qualunque sia la specie chimica responsabile della semi-reazione di riduzione. Inoltre il Li è leggero (6.9 g/mol), permettendo di liberare un grosso quantitativo di e<sup>-</sup> per unità di massa (1 mole di e<sup>-</sup> ogni 6.9 g di Li, più di qualunque altra sostanza). Questo ha permesso di generare batterie con alti valori di ∆E (3 V) ed energia specifica (0.83-1.01&nbsp;kJ/g di batteria), traducendosi in batterie di piccole dimensioni e alto potenziale. Inoltre le batterie al litio hanno alta affidabilità, tempo di vita molto lungo (10-15 anni), basso valore di scarica a riposo (ca. 2% all’anno), abbassamento di ∆E lento e prevedibile e sono sigillabili in quanto non liberano H<sub>2</sub> gassoso (queste ultime due caratteristiche sono molto utili per dispositivi impiantabili per via chirurgica). Gli unici difetti sono i costi elevati, la bassa capacità e l’infiammabilità data dalla presenza di un solvente organico piuttosto che acquoso.
 
<blockquote class="toccolours" style="float:none;">
:'''Usi''': orologi, macchine fotografiche, calcolatrici, telecomandi auto, apparati impiantabili per via chirurgica, oggetti elettrici ed elettronici di vario tipo e piccola dimensione.
:'''Vantaggi''': dimensione piccola, tempo di vita molto lungo, ∆E alto (circa 3 V), alta energia specifica, bassa autoscarica, alta affidabilità, bassa tossicità, sigillabilità, ∆E a lento decadimento (utile per pacemakers)
:'''Svantaggi''': bassa capacità, costo elevato, infiammabilità
</blockquote>
 
=== Pila Weston ===
[[File:Weston cell.svg|thumb|300px|Schema di funzionamento di una pila Weston]]
 
La pila Weston deve il suo nome al chimico inglese [[Edward Weston (chimico)|Edward Weston]] che la creò nel [[1893]]. È una nota pila a umido di riferimento, utilizzata in laboratorio per la [[calibrazione|calibrazioni]] di strumenti di misura quali i [[voltmetro|voltmetri]] e i [[potenziometro|potenziometri]] ed è stata utilizzata come standard internazionale di [[differenza di potenziale]] (detta anche [[forza elettromotrice]]) dal 1911 al 1990. Da allora è bandita a causa del suo elevato contenuto di mercurio e cadmio, entrambi tossici, e quindi per motivi analoghi a quelli visti sopra per le batterie al mercurio.
 
L'anodo è costituito da un [[amalgama]] [[cadmio|Cd]]/[[mercurio (elemento)|Hg]] al 12,5% in Cd, mentre il catodo è formato da una pasta di solfato mercuroso (Hg<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>) depositata su mercurio metallico. L'elettrolita è comune alle due celle ed è rappresentato, nella versione originaria ideata da Weston, da una soluzione satura di solfato di cadmio CdSO<sub>4</sub>; nelle moderne versioni si utilizza invece una soluzione insatura, onde avere una minore variabilità del potenziale erogato in funzione della temperatura.
 
* Semi-reazione di ossidazione all'[[anodo]]:
:<tt>Cd<sub>amalg.</sub> -> Cd<sup>2+</sub> + 2 e<sup>-</sup></tt>
:<tt>E° = -0.403 V</tt>
 
* Semi-reazione di riduzione al [[catodo]]:
:<tt> Hg<sub>2</sub><sup>2+</sup> + 2 e<sup>-</sup> → 2 Hg </tt>
:<tt>E° = + 0.788 V)</tt>
 
Il potenziale di riduzione della prima semi-reazione (E) equivale a quello standard (E°) in quanto la concentrazione molare di Cd<sup>2+</sub> è circa 1 M (E = E° = -0.403 V). Il potenziale di riduzione della seconda semi-reazione deve essere invece corretto secondo l'[[equazione di Nernst]] in quanto il solfato mercuroso è un sale insolubile con prodotto di solubilità di 6.0 10<sup>−7</sup> che comporta una concentrazione molare dello ione Hg<sub>2</sub><sup>2+</sup> di circa 6.0 10<sup>−7</sup> M. Tale correzione porta ad un potenziale di riduzione non standard (E) di +0.604 V. La forza elettromotrice della pila originaria (∆E) vale quindi 1.01 V a 20&nbsp;°C.
 
<blockquote class="toccolours" style="float:none;">
:'''Usi''': calibrazione di strumenti di misura quali voltmetri e potenziometri
:'''Vantaggi''': forza elettromotrice costante nel tempo e che presenta piccolissima variazione in funzione della temperatura (elevata [[riproducibilità]])
:'''Svantaggi''': utilizzo di sostanze tossiche, necessaria calibrazione periodica della pila insatura con una cella che utilizza la versione satura
</blockquote>
 
== Batterie secondarie (ricaricabili) ==
{{vedi anche|Accumulatore di carica elettrica}}
 
Le pile secondarie, o [[Accumulatore di carica elettrica|accumulatori]], sono quelle pile le cui reazioni chimiche interne sono reversibili. A differenza delle pile primarie, somministrando energia elettrica a questi dispositivi, si inverte il senso della reazione completa ottenendo la riformazione dei reagenti iniziali a spese dei prodotti finali. Per tale motivo le pile secondarie sono dette "ricaricabili".
 
== Batterie fai-da-te ==
[[File:4LemonCircuit.jpg|thumb|300px|Una batteria costruita con 4 limoni.]]
[[File:Potato-Battery-5479.jpg|thumb|200px|left|Una batteria costruita con 2 patate.]]
 
Quasi ogni liquido o materiale umido che possieda abbastanza specie ioniche da essere elettricamente conduttivo può servire da [[elettrolita]] per una pila. Come originale dimostrazione scientifica, è possibile inserire due elettrodi fatti di metalli differenti in un [[limone]],<ref>http://www.funsci.com/fun3_it/elettro/elettro.htm</ref> una [[patata (alimento)|patata]], un bicchiere contenente una bibita, ecc. e generare piccole quantità di corrente elettrica. Le pile "casalinghe" di questo tipo non sono di utilità pratica perché producono meno corrente e costano assai più per unità d'energia prodotta rispetto alle batterie commerciali, in relazione alla necessità di dovere rimpiazzare frequentemente il frutto o il vegetale adoperato. A livello didattico, una classica pila fai-da-te può essere costituita da un limone nel quale vengono piantate due barrette, una di rame ed una di zinco. Si ottiene così una differenza di potenziale di circa 1 V, ed una capacità di corrente appena sufficiente per far illuminare un [[LED]] a basso consumo o alimentare un [[orologio]] a [[cristalli liquidi]].
Nel 2010 è stata resa nota l'innovazione di utilizzare la patata bollita (scoperta da un Team israeliano) invece di quella cruda e questo consente di aumentare di 10 volte l'energia ricavabile grazie alla corrispondente diminuzione della resistenza interna dell'elettrolita.<ref>{{cita web|url=http://www.ansa.it/web/notizie/canali/energiaeambiente/rinnovabili/2010/06/21/visualizza_new.html_1844712688.html|titolo=Batterie low cost da patate bollite|accesso=09-07-2010}}</ref> Il voltaggio resta sempre quello del sistema rame-zinco ovvero rimpiazza le cosiddette pile a 1,5 volt. Mettendo in serie (collegando + di una con - di un'altra) o in parallelo (collegare + con + e - con -) più pile è possibile sommare rispettivamente la tensione o la corrente. Le pile a patata bollita è stato calcolato che vengono a costare e forniscono un'energia da 5 a 50 volte più economica di quelle tradizionali e sono quindi molto adatte per progetti nei paesi più poveri.
 
Le batterie al piombo-acido possono essere facilmente prodotte in casa, ma un noioso ciclo di carica/scarica è necessario per "formare" le piastre. Questo è un processo che porta alla formazione di solfato di piombo sulle piastre, e durante la carica questo viene convertito in [[diossido di piombo]] (piastra positiva) e [[piombo]] puro (piastra negativa). La ripetizione di questo processo porta come risultato una superficie microscopicamente ruvida, con una ben più grande superficie esposta. In questo modo aumenta la corrente che la batteria può erogare.
 
== Batterie di flusso ==
Le [[batteria di flusso|batterie di flusso]] sono una classe speciale di batterie dove quantità addizionali di elettrolita sono conservate fuori dalla cella galvanica principale e vengono fatte circolare all'interno di essa tramite pompe o sfruttando la forza di gravità. Le batterie di flusso possono avere una capacità estremamente grande e sono usate in applicazioni navali, mentre stanno guadagnando popolarità nell'ambito di applicazioni riguardanti lo stoccaggio dell'energia.
 
Le [[batteria di flusso zinco-bromo|batterie di flusso zinco-bromo]] e le [[batteria redox al vanadio|batterie redox al vanadio]] sono tipici esempi di batterie di flusso commercialmente disponibili.
 
== Dimensioni comuni delle batterie tascabili ==
[[File:Batterien.JPG|thumb|350px|Vari tipi di batterie: da sinistra, batteria da 4.5 volt, torcia (D), mezza torcia (C), stilo (AA), mini stilo (AAA), 9 volt, e due pile a bottone.]]
Batterie sia monouso che ricaricabili sono in commercio in varie dimensioni standard, in modo tale che lo stesso tipo di batteria possa essere utilizzata per svariate applicazioni. Alcuni dei maggiori tipi usati per dispositivi portatili includono la serie [[Lista dei tipi di batterie|A]], tra cui [[Lista dei tipi di batterie|AA]] e [[Lista dei tipi di batterie|AAA]], comunemente dette "stilo" e "mini stilo"; [[Lista dei tipi di batterie|C]] o "mezza torcia"; [[Lista dei tipi di batterie|D]] o "torcia"; [[Lista dei tipi di batterie|PP3]] o "9 volt", comune nelle radioline; 4,5 volt, di dimensioni relativamente grandi; varie dimensioni di pile a bottone, e altri tipi specializzati.
 
== Comuni capacità delle batterie ==
Le informazioni riguardanti la capacità in Ah delle batterie ricaricabili sono normalmente facilmente disponibili, ma può essere molto più difficoltoso ricavare la capacità per le batterie primarie. A titolo di esempio, alcune capacità di batterie primarie [[Energizer]] sono presenti in [http://data.energizer.com/] mentre in [http://hypertextbook.com/facts/2001/WilliamCruz.shtml] sono presenti dei valori relativi ad alcune [[Duracell]].
 
La capacità delle batterie, ovvero la quantità di [[carica elettrica]] che può essere immagazzinata, è comunemente espressa in [[amperora|ampere-ora]] (Ah), dove 1 Ah equivale a 3 600 [[coulomb]].
Per ottenere l'energia in wattora è necessario moltiplicare la capacità in Ah per la [[Tensione elettrica|tensione]] nominale.
 
Una batteria da 1 Ah può erogare una corrente di 0,1 [[ampere]] per dieci [[ora (unità di misura)|ore]] prima di scaricarsi. In realtà la capacità reale è molto dipendente dal tasso di scaricamento, decrescendo con l'aumentare della corrente richiesta.
Per questo una batteria da 1 Ah solitamente non riesce a fornire 1 [[ampere]] per un'ora.
 
Di solito la capacità è intesa come il prodotto tra la corrente erogata, misurata nell'arco di 10 o 20 ore, e il tempo.
 
La capacità è misurata sperimentalmente sottoponendo la batteria ad un ritmo di scarica standard, solitamente con una corrente che faccia scaricare la batteria in venti ore ovvero una corrente pari alla capacità della batteria diviso venti ore.
 
Ci sono in commercio dei tester di capacità delle batterie primarie (non ricaricabili) e secondarie (ricaricabili).
 
== Pacco batteria ==
[[File:Callaud-battery--Batería de pilas de Callaud.jpg|thumb|400px|Un pacco batteria composta da 4 elementi in serie (''Tratado elemental de física experimental y aplicada, y de meteorología...'', 1862).]]
 
Un "pacco batteria" (talvolta chiamato semplicemente "batteria") è un dispositivo costituito da diverse [[Cella elettrochimica|celle elettrochimiche]], utilizzate per convertire l'[[energia chimica]] accumulata in [[energia elettrica]]. Queste vengono collegate in [[Circuiti in serie e in parallelo|serie]] in modo che la [[Tensione elettrica|tensione]] dei singoli elementi si sommi.
 
== Componenti e fattori elettrici ==
Le [[cella galvanica|celle]] di cui si compone una batteria possono essere collegate in [[circuiti in serie e in parallelo|parallelo]], in [[circuiti in serie e in parallelo|serie]] o in entrambe i modi. Una combinazione di celle in parallelo possiede lo stesso voltaggio di una singola cella ma è in grado di fornire una [[corrente elettrica|corrente]] maggiore ed eguale alla somma delle singole correnti di tutte le celle. Una combinazione in serie possiede la stessa corrente di una singola cella ma il valore del suo voltaggio corrisponde alla somma dei voltaggi di tutte le singole celle. Le batterie elettrochimiche più pratiche, come quelle da 9 V per le [[torcia elettrica|torce elettriche]] e le batterie da 12 V delle automobili, sono composte da diverse celle collegate in serie. I collegamenti in parallelo risentono del problema legato allo scaricarsi più velocemente di una cella rispetto a quella vicina: nel caso in cui ciò si verifichi la corrente circolerà dalla cella carica a quella scarica, sprecando in tal modo energia e rischiando il surriscaldamento. Persino peggiore è il caso in cui una cella diviene cortocircuitata a causa di difetti interni, con le celle vicine che saranno forzate a scaricare la loro corrente massima nella cella difettosa, provocando un surriscaldamento e una possibile esplosione. Le celle in parallelo sono perciò solitamente costituite da un circuito elettronico atto a proteggerle da questi problemi. In entrambe le tipologie in serie e in parallelo, l'energia totale di una batteria equivale alla somma delle energie immagazzinate in tutte le singole celle.
 
Un semplice modello circuitale di una batteria è una sorgente di tensione perfetta (cioè priva di [[resistenza elettrica|resistenza]] interna) in serie con un [[resistore]]. La tensione erogata dalla sorgente di tensione non dipende dallo [[stato di carica]], ma solo dalle caratteristiche chimiche della batteria. Quando una batteria "si consuma", è la sua resistenza interna ad aumentare. Quando la batteria è collegata ad un carico (in dispositivo che "usa" la pila, per esempio una lampadina, o un motore elettrico) che ha una sua resistenza, la tensione applicata agli estremi del carico dipende dal rapporto tra la resistenza di carico e quella interna della batteria: quando la batteria è completamente carica la sua resistenza interna è bassa, per cui la tensione applicata ai capi del carico è quasi uguale a quella della sorgente di tensione. Mano a mano che la batteria si consuma e la sua resistenza interna cresce, aumenta anche la caduta di tensione ai capi della resistenza interna, con il risultato di ridurre la tensione disponibile per il carico e quindi la capacità della batteria di erogare [[potenza elettrica|potenza]] al carico.
 
== Trattamento termodinamico della pila: equazione di Nernst ==
 
In [[elettrochimica]], l''''[[equazione di Nernst]]''' esprime il potenziale d'elettrodo (E), relativamente al [[Potenziale standard di riduzione|potenziale d'elettrodo standard]] (E<sup>0</sup>), di un elettrodo o di un [[semielemento]] o di una coppia redox di una pila. In altre parole serve per calcolare il potenziale dell'elettrodo in condizioni diverse da quelle standard.
 
:<math>E = E^0 + \frac{RT}{nF} \ln \left[ \frac {\Pi \left( C_{\mbox{i,ox}}^{\nu_{ox}} \right) }{\Pi \left( C_{\mbox{i,red}}^{\nu_{red}} \right) } \right]</math>
 
dove:
* ''R'' è la [[costante universale dei gas]], uguale a 8,314472 J K<sup>−1</sup> mol<sup>−1</sup> o 0,082057 L atm mol<sup>−1</sup> K<sup>−1</sup>
* ''T'' è la [[temperatura assoluta]]
* ''C<sub>i,red</sub>'' è la [[concentrazione molare]] della specie ''i''-esima in forma ridotta (a destra della freccia della semireazione di riduzione)
* ''C<sub>i,ox</sub>'' è la [[concentrazione molare]] della specie ''i''-esima in forma ossidata (a sinistra della freccia della semireazione di riduzione)
* ν<sub>i</sub> è il coefficiente stechiometrico della specie ''i''-esima nella semireazione di riduzione
* ''n'' è il numero di [[elettrone|elettroni]] trasferiti nella [[Reazione chimica|semireazione]]
* ''F'' è la [[costante di Faraday]], uguale a 9,6485309×10<sup>4</sup> C mol<sup>−1</sup>.
 
L'equazione di Nernst andrebbe in realtà espressa considerando le attività delle specie i-esima, ma per soluzioni non troppo concentrate, la relazione si può esprimere attraverso le [[Concentrazione molare|concentrazioni molari]].
 
Come si è arrivati all'equazione di Nernst? Trattando una pila nel suo insieme (cioè formata da due elettrodi o semielementi o coppe redox), possiamo scrivere, ad esempio per la pila Daniell:
 
:Zn(s) + Cu<sup>2+</sup>(aq) → Zn<sup>2+</sup>(aq) + Cu(s)
 
Dal punto di vista termodinamico, visto che nella reazione compare una [[fase (chimica)|fase]] solida e una [[soluzione (chimica)|soluzione]] liquida, viene considerata solo quest'ultima, in quanto l'[[Attività (chimica)|attività]] o concentrazione molare dei solidi puri è unitaria per definizione. Siccome per soluzioni molto diluite l'attività adimensionale degli ioni coincide numericamente con la loro [[concentrazione]] molare, sarà lecito scrivere per ogni specie elettroattiva:
 
:μ = μ° + RT ln [ione]
 
dove l'argomento del [[logaritmo]] rappresenta la concentrazione dello ione in [[mole|moli]] per [[litro]] in '''condizioni attuali'''. Ovviamente tale operazione è errata matematicamente, in quanto non è possibile eseguire il logaritmo di una quantità dotata di dimensioni, tuttavia va ipotizzato che la concentrazione sia divisa per una concentrazione molare di riferimento unitaria (condizioni standard).
Nel caso della reazione in questione e con questa precisazione, si scriverà quindi:
 
:ΔG = μ(Zn<sup>2+</sup>) + μ(Cu) - μ(Zn) - μ(Cu<sup>2+</sup>)
 
:ΔG° = μ°(Zn<sup>2+</sup>) + μ°(Cu) - μ°(Zn) - μ°(Cu<sup>2+</sup>)
 
ottenendo l'[[Equazione di van 't Hoff (termochimica)|equazione isoterma di Van't Hoff]]
 
:ΔG = ΔG° + RT ln([Zn<sup>2+</sup>]/[Cu<sup>2+</sup>])
 
In una reazione chimica infatti la variazione dei potenziali chimici dei prodotti e dei reagenti moltiplicati per i rispettivi coefficienti stechiometrici (1 nel caso in esame) col il segno positivo per i prodotti e negativo per i reagenti, è uguale alla variazione di [[energia libera|energia libera di Gibbs]] ΔG per mole. In particolare a [[pressione]] e [[temperatura]] costante, in un sistema che compie [[lavoro (fisica)|lavoro]] utile (dovuto in questo caso alla [[forza elettromotrice]] della pila, che produce lavoro all'esterno tramite chiusura del circuito), l'energia libera di Gibbs per mole si identifica quantitativamente col lavoro utile cambiato di segno. Tale lavoro utile lo chiameremo con ΔV<sub>ext</sub> e sapendo che il [[potenziale elettrico]] non è altro il lavoro per unità di [[carica elettrica|carica]], si può definire il lavoro elettrico come il potenziale elettrico moltiplicato per la carica. La carica è relativa ad una mole di sostanza, perciò indicando con n il numero di moli di elettroni per mole di reagente scambiato durante la reazione, e ricordando che una mole di elettroni equivale ad una carica elettrica di 96 485 [[coulomb]] (che costituiscono 1 [[faraday]], indicato con F), si può scrivere che:
L<sub>utile</sub> = L<sub>elettrico</sub> = n F ΔV<sub>ext</sub>
 
In condizioni di equilibrio, ΔV tende a zero, quindi:
 
:ΔV<sub>ext</sub> = ΔV<sub>int</sub> = ∆E = forza elettromotrice (o tensione elettrica, potenziale) della pila
 
Di conseguenza:
 
:L<sub>utile</sub> = n F ∆E
Ricordando che a P e T costanti, la variazione di energia libera di un tale sistema è uguale al lavoro utile cambiato di segno,
:ΔG = ΔG° + RT ln([Zn<sup>2+</sup>]/[Cu<sup>2+</sup>]) = - n F ∆E
 
:∆E = - ΔG°/nF – (RT/nF) ln([Zn<sup>2+</sup>]/[Cu<sup>2+</sup>])
 
:∆E = ∆E° + (RT/nF) ln([Cu<sup>2+</sup>]/[Zn<sup>2+</sup>])
 
In forma più generale:
 
:∆E = ∆E° + (RT/nF) lnQ
 
dove Q è il quoziente di reazione (rapporto adimensionale tra le [[attività]] elevate ai rispettivi coefficienti stechiometrici).
Possiamo quindi dire che la forza elettromotrice di una pila (∆E) è uguale al suo valore nelle condizioni standard (∆E°) più il termine che dipende dalla attività in '''condizioni attuali''' delle specie elettroattive (ioni, gas) che partecipano alla reazione.
 
Scrivendo poi i termini indicati con "∆" per esteso (indicando cioè le differenze) otteniamo:
 
:E<sub>red</sub> - E<sub>ox</sub> = E°<sub>red</sub> - E°<sub>ox</sub> + (RT/nF) ln([Cu<sup>2+</sup>]) - (RT/nF) ln([Zn<sup>2+</sup>])
 
dove E<sub>red</sub> e E<sub>ox</sub> sono i potenziali di riduzione non standard delle coppie redox che subiscono le semi-reazioni di riduzione e ossidazione, rispettivamente; E°<sub>red</sub> e E°<sub>ox</sub> sono i corrispettivi potenziali di riduzione standard.
Separando i termini relativi alle coppie redox che subiscono le semireazioni di riduzione e ossidazione si può scrivere l'equazione di Nernst nella sua forma base da cui siamo partiti:
 
:E<sub>red</sub> = E°<sub>red</sub> + (RT/nF) ln([Cu<sup>2+</sup>])
:E<sub>ox</sub> = E°<sub>ox</sub> + (RT/nF) ln([Zn<sup>2+</sup>])
 
== Considerazioni ambientali ==
[[File:Contentores de Reciclagem no Parque das Quintãs 03.JPG|thumb|150px|Contenitore per la raccolta di pile esauste (in rosso).]]
 
Sin dal loro primo sviluppo risalente a oltre 250 anni fa, le batterie sono rimaste tra le fonti di produzione di energia relativamente più costose e la loro produzione richiede il consumo di molte risorse di un certo valore e spesso implicano anche l'impiego di sostanze chimiche pericolose. Per questa ragione esiste una specifica rete di riciclaggio (per l'Italia è il consorzio COBAT) atta a recuperare dalle batterie usate parte dei materiali di maggiore tossicità e anche altri materiali di un certo valore.
Le norme italiane prevedono che le batterie esauste siano considerate a tutti gli effetti dei rifiuti pericolosi e che quindi l'intero ciclo di vita dello smaltimento sia tracciato da parte di chi genera il rifiuto e da chi lo smaltisce. Eventuali irregolarità sono penalmente perseguibili.
 
== Note ==
<references/>
 
== Bibliografia ==
* {{cita libro| K. G. | Denbigh | I principi dell'equilibrio chimico | 1971 | Casa Editrice Ambrosiana |Milano}} ISBN 88-408-0099-9
* {{cita libro | cognome= O'M. Bockris | nome= John | coautori= Amulya K. N. Reddy | titolo= Modern Eletrochemistry: An introduction to an interdisciplinary area - Volume 1 | editore= Plenum Press |ed= | anno= 1977 |lingua= inglese |id= ISBN 0-306-25001-2 |cid= Bockris Vol. 1 |url= http://books.google.it/books?id=5nYyHQAACAAJ&source=gbs_navlinks_s}}
* {{cita libro | cognome= O'M. Bockris | nome= John | coautori= Amulya K. N. Reddy | titolo= Modern Eletrochemistry: An introduction to an interdisciplinary area - Volume 2 | editore= Plenum Press |ed= | anno= 1977 |lingua= inglese |id= ISBN 0-306-25001-0 |cid= Bockris Vol. 2 |url= http://books.google.it/books?id=5nYyHQAACAAJ&source=gbs_navlinks_s}}
 
== Voci correlate ==
* [[Maneki neko]]
{{multiCol}}
* [[Multiplex televisivo]]
* [[Accumulatore di carica elettrica]]
* [[Servizi televisivi digitali terrestri nazionali in Italia]]
* [[Batteria di Baghdad]]
* [[Cella elettrochimica]]
* [[Cella galvanica]]
* [[Generatore di tensione]]
* [[Lista dei tipi di batterie]]
* [[Pila a combustibile]]
* [[Pila a concentrazione]]
 
{{ColBreak}}
=== Persone/inventori ===
* [[John Frederic Daniell]]
* [[Thomas Edison]]
* [[Michael Faraday]]
* [[Luigi Galvani]]
* [[Moritz von Jacobi]]
* [[Georges Leclanché]]
* [[Slavoljub Penkala]]
* [[Nikola Tesla]]
* [[Alessandro Volta]]
{{EndMultiCol}}
 
== Altri progetti ==
{{interprogetto|commons=Category:Electric batteries}}
 
== Collegamenti esterni ==
* {{Collegamenti esterni}}
* [http://www.itchiavari.org/chimica/lab/daniell.html La pila Daniell]
* [http://www.itchiavari.org/chimica/lab/leclanch.html La pila di Leclanché]
* [http://data.energizer.com/PDFs/395-399_EU.pdf Scheda tecnica di una pila da orologio]
* {{en}} [http://www.radioshack.com/uc/index.jsp?page=researchLibraryArticle&articleUrl=..%2Fgraphics%2Fuc%2Frsk%2FResearchLibrary%2FBuyersGuides%2Fresearch%2FBatteries01.html RadioShack Guide to Batteries]
* {{en}} [http://electrochem.cwru.edu/ed/encycl/art-b02-batt-nonr.htm Electrochemistry Encyclopedia NONRECHARGEABLE BATTERIES]
* {{en}} [http://www.windsun.com/Batteries/battery_Glos.htm Battery Glossary & Terminology]
* {{en}} [http://www.buchmann.ca/default.asp Batteries in a Portable World - A Handbook on rechargeable batteries for non-engineers] - Has a comprehensive FAQ section on rechargeable batteries
* {{en}} [http://www.mpoweruk.com/history.htm Battery Timeline] - History of batteries, energy and related technologies
* {{en}} [http://www.batteryuniversity.com/ Practical battery knowledge]
 
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