¿Aumentar la separación de terminales de una batería aumentaría la diferencia de potencial?

Si mi comprensión es correcta, la reacción química en una batería es básicamente una cinta transportadora que mueve electrones desde el terminal positivo al negativo de la batería hasta que el campo eléctrico entre los terminales reduce la velocidad de la reacción a cero.

Si esto es cierto, ¿la diferencia de potencial eléctrico entre los terminales estaría dada por el campo eléctrico entre los terminales multiplicado por la distancia entre ellos (suponiendo que el campo eléctrico entre ellos es constante)?

Y si es así, ¿la separación de los terminales aumentaría aún más la diferencia de potencial?

Sin embargo, siento que esto es incorrecto porque aumentaría la energía potencial almacenada en la batería, que pensé que era un valor constante determinado por los químicos en la reacción, pero si el campo eléctrico es lo único que ralentiza la reacción, no veo por qué la separación de los terminales debería tener algún efecto, ya que no cambiaría el campo eléctrico (nuevamente, suponiendo que la batería se diseñó de manera similar a un capacitor en el sentido de que el campo eléctrico entre los terminales permaneció constante en cada punto entre ellos).

Respuestas (1)

Tus dos primeros párrafos son correctos. [Uno podría objetar y decir que el pd es la integral del campo eléctrico debido a la separación de carga con respecto a la distancia a medida que uno va por cualquier camino de un terminal al otro. Esto tiene en cuenta cualquier falta de uniformidad del campo.]

La respuesta a la pregunta en su tercer párrafo es "no". El pd permanece igual pero el valor medio del campo eléctrico disminuye. Esto está igualmente de acuerdo con sus dos primeros párrafos. Es la pd la que se fija por los procesos químicos dentro de la celda, los procesos que dan lugar a la separación de cargas. Usando su analogía, la cinta transportadora solo puede levantar mercancías a cierta altura, es decir, las reacciones químicas solo pueden dar a las cargas suficiente energía por carga para producir una cierta diferencia de potencial (la fem de la celda).

Entonces, ¿significa esto que no es el campo eléctrico lo que ralentiza la reacción, sino la diferencia de potencial? Y si es así, ¿cómo lo hace exactamente, dado que el campo eléctrico (por la carga) no sería la única "fuerza" que actúa contra la reacción?
Yo diría que tu primera oración es correcta. En cuanto a su segundo... Si separa más los electrodos, la intensidad media del campo eléctrico disminuirá pero no debilitará significativamente la fuerza del campo eléctrico sobre las pequeñas regiones cercanas a los electrodos donde tienen lugar las reacciones, ya que habrá mucha poca caída de potencial a través del electrolito. ¡También existe el argumento de que las reacciones químicas no son competencia de la física clásica y que no deberíamos tratar de discutirlas en términos de fuerza!
Ah, sí, estaba olvidando que las velocidades de reacción se basan en la energía ganada/perdida por una reacción y que van en ambos sentidos (hacia delante/hacia atrás), ¡gracias!