Hola no voy a responderte demasiado, porque mucho entra en la parte de Quimica hablando sobre la baterias, pero:
1. Simplificando mucho, una pila estaría formada por una lámina de cobre y otra de zinc, separadas por un aislante. Con un proceso de oxidación reducción que va haciendo la pila, se consigue que el zinc se quede cargado negativamente (con más electrones) y el cobre positivamente (con menos electrones).
Zinc y carbono seguramente quisiste decir, Y si el zinc es el polo negativo, ya que en su reaccion es quien emite 2 electrones.
https://es.wikipedia.org/wiki/Pila_de_zinc-carbono2. Duda no relevante: ¿Son los electrones del cobre los que van al zinc? ¿O con el proceso ese, se consigue aumentar los electrones del zinc y disminuir los electrones del cobre, pero de manera independientemente?
Los electrones por poseer carga negativa, siempre van hacia la carga positiva, es decir en direccion - a +, PERO por convencion se determinar el flujo de la corriente desde positivo a negativo.
3. Cuanto más cargado negativamente se queda el zinc (supongamos a -0,76V) y más cargado positivamente se queda el cobre (supongamos a +0,34V), mas diferencia de potencial habrá entre ellos (1,10V).
El proceso quimico forma una FEM (o fuerza electro-motriz) que viene dada por la misma reaccion.
Habria que diferenciar entre cargas sobre algún material (parecido a un capacitor) y una FEM producida por la reaccion quimica, respecto a lo que estas planteando sobre los valores es algo DIFICIL de plantear.. Vos decis que el Zinc tiene un voltaje de -0.76V pero con respecto a quien?, ya que siempre que hablamos de voltajes es respecto a algo. Pero si, si quisieras calcular la diferencia de voltaje es así como lo planteas.
Duda importante. Lo que yo entiendo es que el proceso de oxidación reducción consigue hacer que en la pila se mantenga relativamente constante esa diferencia de potencial. Es decir, que la pila está preparada para hacer el proceso ese durante un tiempo, durante el cual puede más o menos proporcionar unos potenciales constantes en el zinc y en el cobre, dando como resultado un voltaje más o menos constante en la pila. Hasta que se gasta, y ya no puede hacer el proceso ese y el voltaje ya cae en picado.
Es decir, no es que la pila consiga hacer que el zinc tenga un numero de electrones inicial y cuando van pasando pasan al cobre la pila se va descargando, ya que eso supondría que el voltaje iría disminuyendo proporcionalmente conforme se va gastando (y no es así, el voltaje se mantiene constante relativamente). Si no que la pila va cargando negativamente el zinc y positivamente el cobre (de manera constante, con el proceso de oxidación reducción, mientras va proporcionando energía), hasta que se gasta y no puede hacer el proceso ese.
Como te decía la diferencia de potencial viene dada por la reacción, y que a medida que ocurre las reacciones aumentan las "impurezas", mejor dicho productos que no ayudan a la reacciones de la pila, por lo que la resistencia interna aumenta, y es por eso que vemos una reduccion del voltaje en los terminales de la pila. Aca es donde entramos con la medicion del voltaje.
Pensa que tenes una bateria ideal de 1.5V, con una resistencia en serie de 1ohm, cuando conectas un multimetro de 1Mohm toda la tension se divide y va al multimetro.
Pero si la resistencia interna es de 1Mohm tambien, eso quiere decir que el multimetro solo veria 0.75V y es aca donde ves tu caida de tension.
5. Otra duda relevante. El trabajo (W) es la carga por el voltaje. Es decir, que 1 culombio hará más trabajo si está a 9v que si está a 1v. En el símil del agua, 1 litro de agua puede hacer más trabajo si está a 9 metros de altura, que si está a 1 metro de altura. Es decir, suponiendo una intensidad de corriente igual, ese litro de agua a 9 metros va a poder mover un ventilador accionado por un motor de agua más rápido que el litro de agua que está a 1 metro.
Trabajo es Fuerza por distancia... Por lo que se plantea es el trabajo que va a realizar cierto campo eléctrico para trasladar una carga (X columbios ya que depende de la carga) desde un lugar a otro. Si tiene 9V va a tener mas "fuerza" para hacerlo.
Podemos hacer la analogia, ya que el trabajo es lo mismo que la diferencia de energia mecanica en ese ejemplo, y suponiendo que se encuentre estatico, el agua a 9m posee mayor energia potencial que una de 1m, por lo que al bajar va a realizar mas trabajo. Pero OJO con el tema de la intensidad de corriente que estas intentando aplicar, que es lo que respondo luego.
Llevando esto al tema eléctrico, ¿el electrón a 9 voltios se mueve más rápido que el electrón a 1 voltio y por eso puede hacer más trabajo? Es decir, ¿la diferencia de potencial o el voltaje es al final una diferencia de velocidad en el electrón? Tal y como la diferencia de altura del agua se traducirá en una diferencia de velocidad de la misma. Y si no es así, ¿porque ese electrón puede hacer más trabajo, que es lo que lo distingue o le da más fuerza? Entiendo que tiene más atracción, mas “ganas” de ir a la zona donde hay defecto de electrones, por la diferencia de potencial. ¿Esas ganas se traducen en que va con más velocidad, y por eso hace más trabajo?
No, para eso tenemos que introducir una nuevo valor que es la resistencia. Por eso te decia OJO con el tema de la intesidad de corriente en tu ejemplo anterior.
El trabajo para superar esa resistencia es la que hace que fluya una carga. No significa que se mueva mas rapido.
Si la resistencia es la MISMA en ambos casos SI, pasaría MAS agua en un mismo tiempo (mayor caudal), pero no creo que considerarlo "mas rapido" sea el termino correcto en el termino eléctrico, ya que esto plantea unicamente mayor velocidad de desplazamiento. Y no un tema de densidad de carga...
Ahora si la resistencia es mas grande, uno necesitaria MAS PRESION (sea por altura o lo que sea) para mantener el mismo caudal de agua.
Voy a un ejemplo mas simple de entender.
El plantear una velocidad mayor de velocidad, implicaría que si hacemos una fila de electrones, uno detrás de otro, vayan despacio con poco voltaje, y con mucho voltaje siga siendo una linea de electrones que va mucho mas rápido.
Mientras que si planteamos que permite que fluyan mas electrones, es decir que en ves de una fila, tendriamos varias filas y todas moviendose a la misma velocidad. Recordando que la corriente es Carga/tiempo, tendrías mas corriente. Es decir el FLUJO (caudal) de carga es mayor.
Seguramente sea una combinacion de estas dos ultimas
PD: Solo para aclarar el tema de la reaccion, el carbono no va quedando con mas cargas positivas y el zinc va quedando sin electrones.
Esos electrones que produce la reaccion en el polo negativo, luego son usados en la reaccion del polo positivo, y todo se vuelve un ciclo. Es decir un circuito cerrado.
Lo mas curioso de plantear esto es que en algun momento estariamos pensando que dentro de la pila los electrones con cargas negativas estan moviendose hacia el polo negativo
PD2: Seguro que tuve errores de conceptos por ahi, ya que hace un tiempo que no reviso la teoria y estas cosas son mas de teoria que de practica, por eso digamos que me estoy oxidadno igual que la pila jeje
