پاور پوینت  تاثیرات نابودی اوزون بر زمین

اوزون یک فرم سه اتمی می باشد که در جو بالای زمین مو جود است . لایه اوزون واقع در استراتوسفر و حدود 15 تا 30 کیلومتر بالاتر از سطح زمین است  . . .

دانلود در ادامه مطلب . . .

**فصل۱ **

معادله نوشتاری: معادله واکنش که تنها شامل نام واکنش دهنده ها درسمت چپ و نام فرآورده ها درسمت راست می باشد.

معادله نمادی: معادله کامل واکنش که در آن از نمادها و فرمول های شیمیایی مواد واکنش دهنده و فرآورده استفاده می کنیم و حالت فیزیکی آن ها و شرایط انجام واکنش نیز ذکر می شود.

واکنش سوختن: واکنشی که در آن واکنش دهنده با سرعت و شدت با اکسیژن ترکیب می شود و فرآورده اکسیژن دار به همراه انرژی آزاد شده بشکل نور و گرما، به دست می آید. مثل سوختن هیدروکربن ها وسوختن فلز منیزیم.

واکنش اکسایش: واکنشی که در آن واکنش دهنده با سرعت کم با اکسیژن واکنش می دهند مثل زنگ زدن آهن در هوای مرطوب یا اکسایش تدریجی نوار منیزیم با گذشت زمان.

فرق طلای سفید و پلاتین

طلا بعلت آنكه فلزي بسيار نرم و چكش خـور مي باشد بـايد بـا فــلزات ديگـري آميـختـــه گـردد تــا استحكام لازم را بيابد. بغير از طلاي 24 عيار مـابقي آلياژ طلا ناميده مي گـردند. مس، نقره، نيكل و پالاديوم بــراي استحكام بيشتر و فلز روي به ايـن خـاطر بـه طـلا افــزوده مي گردد تا اكسيژن هوا را جذ ب كــرده و از اكـسيـد شــدن مـس و نـقـره جـلوگيــري كنـــد.
ادامه............

مبدل های کاتالیزوری چگونه کار می کنند؟

معرفی مبدل های کتالیزوری

 در آمریکا میلیون ها خودرو در حال حرکت اند، و هرکدام منبع آلودگی بالقوه می باشند. به خصوص در شهرهای بزرگ، این میزان آلودگی که از جمع خودروها تولید می گردد، می تواند مشکلاتی بس عظیم به وجود آورد.

  برای حل مشکلاتی از این دست، شهرها و ایالات و دولت فدرال، قوانین هوای-پاک ایجاد می کنند؛ و بسیاری از قوانین، وعظ گردیده اند تا میزان آلودگی تولیدی توسط خودروها را محدود سازند. به منظور هماهنگی با این قوانین، خودروسازان اصلاحات بسیاری را بر روی موتور و سیستم سوخت رسانی اعمال کرده اند. برای کمک به کاهش آلودگی های خروجی، قطعه جالبی به نام مبدل کاتالیزوری طراحی کردند، که در سر راه گاز خروجی قرار گرفته و مقدار زیادی از آلودگی می کاهد.

 در این مقاله، شما فرا خواهید گرفت که موتور یک خودرو چه آلاینده هایی را تولید کرده و علت تولید آنها چیست؛ و اینکه مبدل کاتالیزوری چگونه از پس این آلاینده ها برمی آید. مبدل های کاتالیزوری به صورت شگفت آوری قطعات ساده ای می باشند، بنابراین دیدن اینکه چه تاثیر بزرگی می گذارند، غیر قابل باور است!

آلاینده هایی که موتور خودرو تولید می کند

 به منظور کاهش آلودگی خروجی، موتور خودروهای نوین به طور دقیقی میزان سوخت مصرفی را کنترل می نمایند. آنها سعی می کنند تا نسبت هوا به سوخت را در نقطه محاسبه میزان عناصر (اِستوکیومتریک) نگاه دارند، و آن همان نسبت محاسبه شده ی ایده آل هوا به سوخت باشد. از دیدگاه نظری، در این نسبت، همه سوخت با استفاده از تمامی اکسیژن موجود در هوا می سوزد. برای بنزین، نسبت محاسبه میزان عناصر در حدود 14.7 به 1 می باشد، بدان معنی که برای هر پوند بنزین (حدود 450 گرم)، 14.7 پوند هوا (حدود 6.668 کیلوگرم) سوزانده خواهد شد. در عمل و در هنگام رانندگی، ترکیب سوخت با نسبت ایده آل دارای مقداری تفاوت می باشد. گاهی اوقات ترکیب رقیق(نسبت هوا به سوخت بیشتر از 14.7) و گاهی اوقات غنی (نسبت هوا به سوخت کمتر از 14.7) می شود.

 مهم ترین خروجی های موتور خودرو از این قرار است:

 گاز نیتروژن 78 درصد هوا را نیتروژن تشکیل می دهد، و میزان زیادی از این گاز به داخل موتور راه پیدا می کند.

• دی اکسید کربن (CO2) – این گاز یک محصول عمل احتراق می باشد. کربن سوخت با اکسیژن  هوا ترکیب می شود.
• بخار آب (H2O) – این هم یک محصول دیگر عمل احتراق می باشد. هیدروژن سوخت با اکسیژن هوا ترکیب می شود.

خروجی ها اکثراً بی ضرر می باشند (هر چند اعتقاد بر این است که دی اکسید کربن به روند گرمایش جهانی کمک می نماید). حال به این دلیل که روند احتراق هیچ گاه کامل نیست، نوع دیگری از خروجی ها با مقدار کمتر و ضرر بیشتر در موتور خودرو تولید می گردد:

• مونواکسید کربن (CO) – گاز سمی بدون رنگ و بو.
• هیدروکربن ها یا ترکیبات آلی فرّار (VOCs) – اغلب از سوختی که نسوخته و بخار شده به وجود می آید.

نور خورشید این ترکیبات را می شکند تا اکسیدان ها را تشکیل دهند، که با اکسید نیتروژن واکنش داده و اوزون سطح پایه (O3) را ایجاد می کند و آن جزء اصلی دود و بخار می باشد.

• اکسید نیتروژن (NO و NO2، همراه هم NOx خطاب می شوند) – دود و باران اسیدی را سبب شده و باعث ایجاد سوزش در ترشحات مخاطی انسان می گردد.

 این سه و بعضی دیگر، موادی هستند که مبدل های کاتالیزوری، برای کاهش آنها طراحی گردیده اند.

مبدل های کاتالیزوری چگونه آلودگی را کاهش می دهند 

 اکثر خودروهای نوین مجهز به مبدل های کاتالیزوری سه-وجهی می باشند. "سه-وجهی" به سه گاز خروجی تحت کنترل، که وسیله در تلاش برای کاهش شان می باشد، بر می گردد – مونواکسید کربن، VOCs و مولکول های NOx. مبدل از دو نوع کاتالیزور (واکنش یار) متفاوت استفاده می کند، یک کاتالیزور کاهش و یک کاتالیزور اکسیدگر. هر دو نوع شامل یک ساختار سرامیکی می باشند که با یک کاتالیزور فلزی پوشیده شده، معمولاً پلاتینیوم، رُدییُم و یا پالادیوم. هدف، ایجاد یک ساختار است که بیشترین سطح پوشش کاتالیزور را روی گاز خروجی اعمال کند، همچنین در عین حال، میزان به کارگیری کاتالیزور را به حداقل برساند (این مواد بسیار گران قیمت می باشند). دو نوع ساختار اصلی برای مبدل های کاتالیزوری وجود دارد – بافت لانه زنبوری و مهره های سرامیکی. اکثر خودروهای امروزی از ساختار لانه زنبوری بهره می برند.

 کاتالیزور کاهش

 اولین مرحله مبدل کاتالیزوری، کاتالیزور کاهش می باشد. این کاتالیزور با استفاده از پلاتینیوم و رُدییُم به کاهش خروجی های NOx کمک می نماید. هنگامی که یک مولکول NO و یا NO2 با کاتالیزور برخورد می کند، کاتالیزور، اتم نیتروژن را از مولکول جدا کرده و به آن می چسبد و از آن طرف اکسیژن در قالب O2 آزاد می گردد. اتم های نیتروژن با دیگر اتم های نیتروژنی که به کاتالیزور چسبیده اند، پیوند خورده و N2 را تشکیل می دهند. برای مثال:

NO2 => N₂ + O₂ or 2NO₂ => N₂ + 2O₂

کاتالیزور اکسیدگر

 دومین مرحله مبدل کاتالیزوری، کاتالیزور اکسیدگر می باشد. این کاتالیزور با سوزاندن (اکسیده کردن) هیدروکربن های نسوخته و مونواکسید کربن بر روی یک کاتالیزور پلاتینیوم و پالادیوم، از مقدار آنها می کاهد. این کاتالیزور، به واکنش CO و هیدروکربن ها با باقیمانده اکسیژن موجود در گاز خروجی، یاری می رساند. برای مثال:

 2CO + O₂ => 2CO₂

 اما این اکسیژن از کجا می آید؟

  سیستم کنترل

 سومین مرحله، سیستم کنترلی است که گاز خروجی را بررسی کرده و با استفاده از اطلاعات به دست آمده، سیستم تزریق سوخت را کنترل می نماید. یک حسگر اکسیژن درست قبل از مبدل وجود دارد، بدان معنی که حسگر نسبت به مبدل، به موتور نزدیک تر است. این حسگر به کامپیوتر ِ موتور، میزان اکسیژن موجود در گاز خروجی را گزارش می دهد. کامپیوتر موتور می تواند میزان اکسیژن در گاز خروجی را با تنظیم نسبت هوا-به-سوخت، کم یا زیاد کند. این طرح ِ کنترل، به کامپیوتر موتور این امکان را می دهد تا از فعالیت موتور در نزدیک ترین حالت، به نقطه محاسبه میزان عناصر، اطمیان حاصل کرده؛ و همچنین میزان اکسیژن را به اندازه کافی برای سوزاندن هیدروکربن ها و co به منظور تولید کاتالیزور اکسیدگر، فراهم می سازد.

راه های دیگر کاهش آلودگی

 مبدل کاتالیزوری نقش بسیار مهمی در کاهش آلودگی ایفا می کند، اما در واقع برای بهتر شدن، هنوز جای کار دارد. یکی از بزرگترین نواقصش این است که مبدل، تنها در دمای بالا کارایی دارد. هنگامی که شما خودروی خود را پس از مدتی روشن کنید و موتور سرد باشد، مبدل کاتالیزوری برای کاهش آلودگی گاز خروجی، تقریباً هیچ کاری انجام نمی دهد.

 یک راه حل ساده برای این مشکل، نزدیک تر کردن مبدل به موتور خودرو می باشد. بدین شرح که گازهای خروجی داغ تری به مبدل رسیده و آن را زودتر گرم می سازد؛ اما این مسئله به علت تحمیل دماهای بسیار بالا به مبدل، ممکن است که از عمر مفید آن بکاهد. اکثر خودروسازان، مبدل را زیر جایگاه سرنشین جلو قرار می دهند تا به میزانی که به آن آسیب نرسد از موتور فاصله داشته باشد و گازهایی با دمایی پایین تر به آن برسند.

 از پیش گرم کردن (قبل از روشن شدن موتور) مبدل کاتالیزوری، یک راه خوب برای کاهش آلاینده های خروجی می باشد. آسان ترین راه برای از پیش گرم کردن مبدل، استفاده از وسایل گرمایش الکتریکی می باشد. متاسفانه سیستم های الکتریکی 12 ولت موجود بر روی اکثر خودروها، انرژی و قدرت کافی را فراهم نمی آورند تا بتوان به سرعت، مبدل ها را گرم نمود. اکثر مردم حاضر نیستند قبل از روشن نمودن خودرویشان چندین دقیقه صبر نمایند تا مبدل کاتالیزوری گرم شود. خودروهای هیبریدی که دارای بسته های باطری بزرگ و با ولتاژ بالا هستند، می توانند قدرت لازم برای گرم نمودن مبدل کاتالیزوری، با سرعت زیاد فراهم نمایند.

ظرفيت گرمايي

مقدار گرمایی که لازم است تا دمای یک جسم را به اندازه یک درجه افزایش دهد، به عنوان ظرفیت گرمایی تعریف می‌شود که آن را با حرف C نشان می‌دهند. ظرفیت گرمایی ، ترجمه واژه لاتین Heat Conductivity می‌باشد.

مقدمه

"ژول" با آزمایش نشان داد که هرگاه مقدار معینی

از انرژی مکانیکی به گرما تبدیل شود، مقدار گرمای حاصل همیشه یکسان است. بنابراین هم‌ارزی گرما و کار مکانیکی به‌ عنوان دو شکل انرژی ، کاملا محرز است. "هلمهولتز"
اولین کسی بود که بوضوح بیان کرد که نه‌تنها گرما و انرژی مکانیکی ، بلکه تمام شکلهای انرژی هم‌ارزند و مقدار معینی از یک شکل انرژی از بین نمی‌رود،مگر آنکه همان مقدار در یکی از شکلهای دیگر انرژی ظاهر شود. بنابراین گرما صورتی از انرژی است

حال اگر چنانچه بخواهیم دمای جسمی را به اندازه واحد افزایش دهیم، در این صورت بسته به نوع جسم ، این مقدار گرما متفاوت خواهد بود. کلمه ظرفیت در ظرفیت گرمایی بویژه گمراه کننده است، چون عبارت مقدار گرمایی را که یک جسم می‌تواند نگه دارد، به یاد می‌آورد که اساسا بی‌معنا است


اصولا می‌توان ظرفیت گرمایی را به‌عنوان یک ثابت تناسب در نظر گرفت، یعنی مقدار گرمای داده شده به یک جسم با تغییر دمای آن جسم متناسب است و با ضرب کردن ظرفیت گرمایی در طرف دوم این رابطه ، رابطه تناسبی به یک تساوی تبدیل می‌شود، یعنی نسبت مقدار انرژی گرمایی که به یک جسم داده می‌شود، بر افزایش دمای متناظر با آن() را ظرفیت گرمایی آن جسم می‌گویند


مقایسه ظرفیت گرمایی ویژهمس  (Copper) و آلومینیوم (Aluminium)


ظرفیت گرمایی ویژه

ظرفیت گرمایی واحدجرمیک جسم راظرفیت گرمایی ویژه آن جسم می‌گویند. ظرفیت گرمایی ویژه ، مشخصه ماده‌ایست کهجسم را تشکیل  داده است. در مورد یک سکه از ظرفیت گرمایی صحبت می‌کنیم، ولی درمورد ماده  تشکیل دهنده آن یعنی مس ، گفتگو از ظرفیت گرمایی ویژهمناسبت ندارد. ظرفیت گرمایی یک جسم و ظرفیت  گرمایی ویژه یک ماده ، هیچکدام ثابتنیستند و به محل بازده دمایی بستگی  دارند.

مشخصات ظرفیت گرمایی

ظرفیت ، یکمقدار عددی است که واحد آن بر اساس تعریف واحد گرما و واحد دما بیان می‌شود. معمولاگرما را برحسبکالری
بیان می‌کنند وکالری طبق تعریف مقدار گرمایی است که باید به یک گرم آب
داده شود تا دمای آن رابه اندازه یک درجه سانتی‌گراد بالا ببرد. بر این
اساس مقدار گرمای لازم برایافزایش دمای یک کیلوگرم آب به اندازه یک درجه
سانتی‌گراد ، کیلوکالری نامیده می‌شود.

دما رانیز برحسب واحد کلوین بیان می‌کنند، البته دما را برحسب درجه سانتی‌گراد نیزمی‌توان بیان کرد. لذا واحد ظرفیت گرماییخواهد بود.

ظرفیت گرمایی مولی جامدات

یک مول از هر ماده ، مقداری از آن ماده است که شامل تعدادمعینی از موجودات بنیادی ، یعنیعدد آووگادرو  ‌باشد. این عدد ، حاصل اینتعریف است که یک مول از اتمهایکربن  (ایزوتوپ کربن 12) دقیقا 12گرم جرمدارد. در سال 1198- 1819، "دولون" و "پتی" خاطر نشان کردند که ظرفیت گرمایی مولی تمامعناصر ، به استثنای چند مورد ، مقادیری در حدوددارند. ظرفیت گرمایی مولی از ضرب کردن گرمای ویژه در وزن مولکولی بدستمی‌آید.

در عمل ظرفیتهای گرمایی مولی با دما تغییر می‌کنند، یعنیوقتی که دما به  طرف صفر کلوین میل می‌کند، آنها به صفر و وقتی که دما بهبی‌نهایت میل  می‌کند، آنها به مقدار دولون _ پتی نزدیک می‌شوند. چون به نظر  می‌رسد که در تعیین گرمای لازم برایافزایش دمای یک جسم به مقدار معین ،  تعداد مولکولها اهمیت داشته باشد و نه نوعآنها ، لذا می‌توان انتظار داشت  که ظرفیت‌های گرمایی مولی مواد مختلف تقریبا بهنحو یکسانی با دما تغییر ‌کنند.

همان طور كه می ‏دانید دادن گرما به جسم باعث افزایش دمای آن می ‏شود اما سؤال این است كه:

افزایش دما چه رابطه ‏ای با مقدار گرمای داده شده دارد؟

یا میزان افزایش دما به چه عواملی بستگی دارد؟

اجازه دهید سؤال فوق را به شكل دیگری مطرح كنیم:

   1ـ ظرف آبی را روی اجاق گاز روشن قرار دهید. آیا زمان لازم برای رساندن دمای آب از30 درجه به 40 درجه با زمان لازم برای رساندن دمای آب از  30 درجه به 90 درجه یكسان است؟

 

2ـ آیا زمان لازم برای به جوش آوردن یك لیوان آب توسط یك اجاق گاز با زمان لازم برای جوش آوردن یك پارچ آب یكسان است؟

 

   3ـ آیا زمان لازم برای رساندن دمای یك كیلوگرم آب از 30 به 40 با زمان لازم برای رساندن دمای یك كیلوگرم روغن یا یك كیلوگرم آهن از 30 به 40 یكی است؟
 

با یك بررسی ساده می ‏توان دید كه زمان های گفته شده در تمام موارد بالا یكسان نخواهد بود.

با توجّه به اینكه توان حرارتی (مقدار گرمای تولید شده در واحد زمان) اجاق گاز یا گرمكن برقی تغییر قابل توجّهی نمی كند، با برابر نبودن زمان های مثال های فوق می ‏توان نتیجه گرفت كه گرمای مصرف شده در موارد بالا (برای تغییرات گفته شده) یكسان نیست. بنابراین می ‏توان گفت:

   1- گرمای مورد نیاز برای افزایش دمای یك جسم به میزان افزایش دما جسم بستگی دارد.

   2- گرمای مورد نیاز برای افزایش دمای یك جسم به مقدار جرم آن بستگی دارد.

   3- گرمای مورد نیاز برای افزایش دما یك جسم به جنس جسم نیز بستگی دارد.

 
به نظر شما چگونه می ‏توان رابطه بین گرما (Q) با جرم (m)، دما (q) و جنس را به دست آورد؟

معمولاً اثر جنس را در روابط فیزیكی به صورت یك ضریب ثابت نشان می‏ دهند. بنابراین می ‏بایست رابطه را بین گرما (Q)، جرم (m) و دما (q) بیابیم برای این منظور یك كمیت را ثابت نگه می ‏داریم و رابطه را بین دو كمیت دیگر پیدا می ‏كنیم و در نهایت اثر كمیت سوّم را نیز به رابطه اضافه كنیم. به آزمایش های زیر توجّه كنید.

آزمایش کنید.

در این آزمایش در صدد به دست آوردن رابطه بین گرما (Q) و دما (q) هستیم، بنابراین جرم (m) را ثابت نگه می ‏داریم.

مقداری آب را در ظرفی ریخته و روی اجاق گاز یا گرمكن برقی قرار دهید. یك دماسنج درون آب قرار داده و اجاق گاز یا گرمكن برقی را روشن كنید. وقتی دمای آب به 35 رسید زمان سنج را بكار اندازید و به ازای هر 5 افزایش دما، زمان را یادداشت كنید.



نمودار زمان بر حسب  دما را رسم كنید تا بتوانید داده ‏ها را بهتر تجزیه و تحلیل كنید. با توجّه به نمودار چه نتیجه‏ای می‏ توان گرفت؟

اگر از آزمایش (نمودار) بالا بتوان نتیجه گرفت كه افزایش دما با زمان متناسب است، آیا می ‏توان این نتیجه را هم گرفت كه گرما افزایش دما با (Q) متناسب است؟

آزمایش کنید.

در این آزمایش رابطه بین گرما (Q) و جرم (m) را به دست می ‏آوریم. در این حالت، تغییر دما را ثابت نگه می ‏داریم.

یك لیوان آب را داخل ظرفی ریخته و ظرف را روی اجاق گاز یا گرمكن برقی قرار دهید. سپس دماسنجی در آب قرار داده و زمان لازم برای افزایش دمای آب از 40 به 50 را اندازه بگیرید.

 حال همین كار را برای دو لیوان، سه لیوان،... ده لیوان آب تكرار كنید.

نمودار زمان بر حسب تعداد لیوان ها را رسم كنید. با توجّه به نمودار چه نتیجه‏ ای می ‏توان گرفت؟

(دقت كنید كه تعداد لیوان ها نماینده جرم و زمان نماینده گرما است.)

 

برای اینكه آزمایش ‏های بالا دقیق ‏تر انجام شود بایستی ظرف آب عایق بندی شود تا اتلاف گرما نداشته باشیم. بهتر است برای گرم كردن آب از یك مقاومت الكتریكی یا المنت برقی استفاده شود تا بتوانیم گرمای داده شده به آب را محاسبه كنیم.



 در مدل سازی زیر این موارد رعایت شده است.

 بنابراین با توجّه به موارد گفته شده و آزمایش ‏ها خواهیم داشت:


 
در این رابطه c ضریب تناسب است كه بستگی به جنس جسم دارد و به آن ظرفیت گرمایی ویژه گفته می ‏شود.

ظرفیت گرمایی ویژه یك جسم مقدار گرمایی است كه دمای واحد جرم جسم را یك درجه سلسیوس افزایش دهد.

اما مقدار ظرفیت گرمایی ویژه (c) یك جسم چگونه به دست می‏آید؟

مقدار گرمایی (Q) كه باعث می‏شود دمای جسمی به جرم (m) به اندازه معینی افزایش یابدرا اندازه گرفته و با استفاده از رابطه می‏توان مقدار c را به دست آورد.

 به عنوان مثال آزمایش نشان می ‏دهد كه اگر 4200j گرما به یك لیتر آب با دمای5/15 درجه سانتیگراد داده شود، دمای آب به 5/16 درجه سانتیگراد می ‏رسد بنابراین داریم:

 

البته در دماهای دیگر ظرفیت گرمایی ویژه آب كمی متفاوت است ولی در مسائلی كه در پیش رو داریم آنرا ثابت و برابر4200 فرض می‏كنیم.

در جدول زیر ظرفیت گرمایی چند جسم بر حسب  آمده است.

 مدل اتمی بور

مدل اتمی بور یکی از مدل‌هایی است که برای توضیح ساختمان اتم ارائه شد.

نیلز بورفیزیک‌دان دانمارکی در زمینه چگونگی طیف نشری خطی اتم عناصر با پذیرفتن مدل اتمی رادرفوردچنین پیشنهاد داد که الکترون‌ها در اطراف هسته اتم در سطوح انرژی مشخصی قرار دارند و در این سطوح به دور هسته اتم در حال چرخش هستند. انرژی الکترون‌هایی که در سطوح انرژی پایین تر به هسته نزدیک‌تر هستند، نسبت به الکترون‌هایی که از هسته دورند، انرژی کمتری دارند. پس برای انتقال الکترون از سطح انرژی پایین به سطح انرژی بالا، باید انرژی معادل اختلاف انرژی بین آن دو سطح را به آن الکترون بدهیم. پس انرژی الکترون‌ها در یک اتم کوانتیده گسسته است.

مدل اتمی بور نشان داد که طیف نشر خطی که از اتم عناصر گسیل می‌شود، بر اثر انتقال الکترون‌هااز سطوح انرژی بالا به سطوح انرژی پایین است، که در این انتقال انرژی الکترون کاهش می‌یابد و به صورت نور و گرما آزاد می‌شود. اگر نور آزاد شده را از منشور عبور دهیم طیف نشری آن مشخص می‌شود. بور مدل اتمی خود را بر اساس آزمایش‌هایی که با اتم‌های هیدروژنو هلیم انجام شده بود مطرح می‌ساخت به همین دلیل مدل اتمی او که به مدل منظومه شمسی معروف است برای اتم‌های سنگینی مانند اورانیوم، آهن و ... صدق نمی‌کرد. به همین دلیل مدل اتمی کوانتمی یا ابر الکترونیبا همکاری بسیاری از دانشمندان مانند هایزنبرگ، پلانکو شرودینگرمطرح شد. البته اینشتینبا ارائه فرمول‌های خود نیز توانست به این مدل اتمی کمک کند .

برای مشاهده ی ادامه ی متن بر روی ادامه ی مطلب کلیک کنید

خصوصیات جالب آب

یکی دیگر از خواص جالب آب، حالت جامد آن، یعنی هنگامی که آب بر اثر سرما به یخ تبدیل می شود ، انبساط می یابد؛ بدین معنا که حجم بیشتری را اشغال می کند..

بنابراین، حجمی از یخ که هم حجم آب اولیه است جرم کمتری دارد. به این علت می گویند که چگالی یخ از آب کمتر است و همین مسئله باعث می شود که یخ روی آب شناور بماند. در حالی که در بیشتر موارد، چگالی ماده جامد از حالت مایع آن بیشتر است. این ویژگی آب سبب می شود که بر خلاف بسیاری از مایعات، آب از سطح شروع به انجماد کند. این پدیده را بارها به هنگام شروع یخ زدن آب، درون فریزر منزلتان دیده اید؛ در زمستان با یخ زدن سطح آب دریاچه ها، لایه عایقی از یخ ایجاد می شود که این لایه، از یخ زدن لایه های زیرین خود جلوگیری می نماید. در این شرایط، ماهی ها و دیگر آبزیان می توانند در مناطق گرم تر زیرین به حیات خود ادامه دهند

هنگام انجماد آب ، مولکولهای H₂O در یک شش ضلعی باز قرار می‌گیرند. هر اتم اکسیژن در بلور یخ به 4 هیدروژن وصل می‌شود که با 2 اتم هیدروژن پیوند کووالانسی معمولی و با دو تای دیگر پیوند هیدروژنی تشکیل می‌دهد. بالا بودن نسبت فضای خالی در ساختمان یخ ، باعث کمتر شدن تراکم آن نسبت به آب می‌شود. افزایش حجم ، باعث کاهش چگالی آب می‌شود. سرد شدن آب تا زیر 4 درجه باعث کاهش تدریجی چگالی آب می‌شود و این نشان می‌دهد که در نقطه انجماد آب انتقال از یک ساختمان مولکولی فشرده و بسته به یک ساختمان باز به‌طور ناگهانی صورت نمی‌گیرد ، بلکه به‌تدریج و در گستره دما انجام می‌شود.

با کاهش دما مولکولهای بیشتری به شکل ساختمان یخ می‌پیوندند و در دمای زیر 4 درجه تبدیل به ساختمان باز بر انقباض حاصل از سرد کردن غلبه کرده ، با پایین آمدن دما به سمت 0 درجه آب منبسط می‌شود. انبساط آب به هنگام انجماد هم اثرات مفید و هم اثرات مضری دارد. انجماد آب در بافتهای گیاهی و جانوری باعث تخریب دیواره سلولی در اثر انبساط می‌شود. اما همین فرایند انبساط در اثر یخ زدن آب در حفره‌های سنگها و صخره‌ها باعث شکستن سنگها شده و ایجاد خاکهای حاصل خیز می‌کند. 

-----------------------------------------------------------------------------------------------

انرژی یونش مقدار انرژی لازم برای جدا کردن یک الکترون از یک اتم در حالت گازی و تبدیل آن به یون مثبت (کاتیون) در حالت گازی را انرژی یونش یا یونیزاسیون می‌گویند. که اولین انرژی یونش است. اگر دومین الکترون را از اتم جدا شود. انرژی یونش گویند. و به همین صورت سومین، چهارمین، و... انرژی یونش تعریف می‌شود عوامل موثر به مقدار انرژی یونش عبارت‌اند از:

۱) n یا عددکوانتومی اصلی ۲) با موثر هسته (B)

انرژی نخستین یونش کمتر از انرژی یونش بعدی است و به همین صورت تا آخر.

انرژی یونش پیاپی عناصر گروه سوم بر حسب Kj/Mol برابر است با 96.485Kj/Mol

 محقق : محمد کرمی دوم ریاضی دبیرستان شهید رجایی 1

مواد پرتوزا و تابش های هسته ای

مقدمه

این مقاله شامل سه بخش كلی می باشد كه به ترتیب خاصی و به صورت تدریجی كنار یكدیگر قرارگرفته اند، قسمت اول تاریخچه كوتاهی را از كشف رادیواكتیویته بیان می كند كه با معرفی چهاردانشمند با نام های هانری بكرل، ماری كوری، ارنست رادرفورد و پل اوریچ ویلارد همراه است، در قسمت اول تحقیق(تاریخچه) ارنست رادرفورد بیش تر مورد توجه و بوده و قسمتی از زندگی وی و تحقیقات او بیان شده است.

قسمت دوم این تحقیق به معرفی مواد پرتوزا، اصطلاحات راجع به این موضوع، ماهیت پرتوهای آلفا، بتا و گاما، واپاشی و قانون سدی می پردازد كه سعی شده است درمورد همه مفاهیم و مباحث جزیی بحث و نتیجه گیری شود و بلاخره در قسمت سوم گفتار حاضر از تریتیم به عنوان یك عنصر رادیواكتیو نام برده شده، آن را معرفی كرده ایم، میزان خطرات آن و روش اندازه گیری خطرات را نیز بیان نموده ایم تا به عنوان یك مثال همه مفاهیم روی آن كار شود.

برای مشاهده ادامه ی متن به ادامه ی مطلب مراجعه فرمایید

فُسفُرسانس از جمله خواص فیزیکی برخی مواد شیمیایی از قبیل فسفر، باریم سولفید و کلسیم سولفید است. این مواد نور با طول موج معینی را جذب کرده، آن را به صورت تابش با طول موج بلندتر نشر می‌کنند .

-----------------------------------------------------------------------------------------------

نوع نحوه‌ برانگیختگی

 گونه‌های تابناکی (لومینسانس)

نورتابناکی فتولومینسانس (فلورسانس ، فسفرسانس ، فلورسانس تاخیری)

جذب نور فوتون‌ها

پرتوتابناکی رادیولومینسانس

تابش‌های یوننده (پرتو ایکس ، پرتو آلفا ، پرتو بتا ، پرتو گام)ا

کاتدتابناکی(کاتدلومینسانس(

پرتو کاتدی(پرتو الکترونی(

برق‌تابناکی(الکترولومینسانس(

میدان الکتریکی

گرماتابناکی(ترمولومینسانس(

گرم کردن پس از ذخیرهٔ انرژی اولیه

شیمی‌تابناکی(کمولومینسانس(

فرآیندهای شیمیایی (مانند اکسایش(

زیست‌تابناکی(بیولومینسانس(

فرآیندهای زیست‌شیمیایی

تریبولومینسانس

نیروهای اصطکاکی و الکترواستاتیکی

صوت‌تابناکی (سونولومینسانس(

امواج فراصوت

--------------------------------------------------------------

برای مشاهده ی ادامه ی متن بر روی ادامه ی مطلب کلیک کنید

نظریه اتمی

نظریهٔ اتم، سنگ بنای شیمی جدید است. درک ساختار اتمی و بر‌هم‌کنش اتم‌ها، محور درک شیمی است. بیان نخستین نظریه‌ی اتمی را معمولاً به یونانیان باستان نسبت می‌دهند، اما ریشهٔ این مفهوم حتی ممکن است در تمدن‌های کهن تر باشد. بر اساس نظریه‌ی اتمی لیوکیپوس و دموکریتوس، تقسیم مستمر ماده، درنهایت، اتم‌ها را به دست می‌دهد که قابلیت تجزیه شدن آن‌ها ممکن نبود.

برای مشاهده ی ادامه ی متن بر روی ادامه ی مطلب کلیک کنید

 ماری کوری کاشف اورانیوم

ماری کوری در هفتم نوامبر سال 1867 در ورشو پایتخت لهستان متولد شد. پدر و مادر کوری از روستائیان لهستان بودند. اما بعد از مدتی کار کشاورزی را رها کردند و به علم و تحصیل روی آوردند. ماری در سن ده سالگی مادرش را از دست داد، پدرش هم در آن زمان شغلش را از دست داد. ماری مجبور بود کار کند تا خرج برادر و خواهرش را بدهد. او در سال 1891 برای ادامه تحصیل با پس انداز خود راهی پاریس شد. زندگی دانشجویی در پاریس برای او آن قدر سخت بود که یک بار در کلاس از گرسنگی ضعف کرد. اما سختی ها و مشکلات او را از ادامه ی تحصیل بازنداشت.

برای مشاهده ی ادامه ی متن بر روی ادامه ی مطلب کلیک کنید

آزمایش بار الکترون توسط میلیکان و پیدا کردن عدد e

زمانی که یک قطره روغن بدون بار در هوا سقوط می‌کند، سه نیروی وزن ، ارشمیدس ، چسبندگی (با ویسکوزیته) بر آن وارد می‌شود. دو نیروی وزن و ارشمیدس مقدار ثابتی دارند و مستقل از سرعت قطره می‌باشند، اما نیروی چسبندگی ثابت نبوده و مقدار آن بستگی به سرعت دارد. بنابراین در هنگام سقوط قطره مقدار نیروی چسبندگی افزایش یافته و بالاخره زمانی می‌رسد که برآیند نیروهای وارد بر قطره صفر شود. در این حالت حرکت قطره یکنواخت بوده و سرعت آن مقدار نهایی و ثابت خواهد شد. در این حالت می‌توان شعاع قطره روغن را از شرط صفر شدن برآیند نیروهای وارد بر قطره بدست آورد.

برای مشاهده ی ادامه ی متن بر روی ادامه ی مطلب کلیک کنید

تاریخچه

اصول طیف سنجی جرمی ، جلوتر از هر یک از تکنیکهای دستگاهی دیگر ، بنا نهاده شده است. تاریخ پایه گذاری اصول اساسی آن به سال 1898بر می‌گردد. در سال 1911 ، "تامسون" برای تشریح وجود نئون-22 در نمونه‌ای از نئون-20 از طیف جرمی استفاده نمود و ثابت کرد که عناصرمی‌توانند ایزوتوپداشته باشند. تا جایی که می‌دانیم، قدیمیترین طیف سنج جرمی در سال 1918 ساخته شد.

اما روش طیف سنجی جرمی تا همین اواخر که دستگاههای دقیق ارزانی در دسترس قرار گرفتند، هنوز مورد استفاده چندانی نداشت. این تکنیک با پیدایش دستگاههای تجاری که بسادگی تعمیر و نگهداری می‌شوند و با توجه به مناسب بودن قیمت آنها برای بیشتر آزمایشگاههای صنعتی و آموزشی و نیز بالا بودن قدرت تجزیه و تفکیک ، در مطالعه تعیین ساختمان ترکیبات از اهمیت بسیاری برخوردار گشته است .

برای مشاهده ی ادامه ی متن بر روی ادامه ی مطلب کلیک کنید

یادآوری

نیوتون برای نخستین بار با گذراندن نور خورشید از منشور طیف نور سفید را تشكیل داد . نیوتون نشان داد كه نور سفید آمیزه‌ای از رنگهای مختلف است و طیف نور سفید طیف پیوسته ای است . جدا سازی نورهای به رنگ‌های متفاوت را به وسیله‌ی منشور ، پاشندگی نور  می‌نامیم .

علت پاشندگی نور به وسیله‌ی منشور این است كه ضریب شكست منشور برای نورهای به رنگ های مختلف ، متفاوت است . به همین سبب زاویه‌ی شكست وهمین طور زاویه‌ی  انحراف برای نورهای با رنگ مختلف یكسان نیست . در نتیجه نورهای با با رنگ های مختلف هنگام خارج شدن از هم جدا می‌شوند .

برای مشاهده ی ادامه ی متن بر روی ادامه ی مطلب کلیک کنید

مروري بر اعداد كوانتومي:

مي دانيم از ذراتي بنام الكترون، پروتون و نوترون تشكيل شده است و دانشمندان بعد از تلاش فراوان اين ذرات را شناسائي كرده و مشخص كردند كه نوع و مقدار بار الكترون چقدر است.

سپس با تحقيقات فراواني سعي كردند آرايش اين ذرات را در داخل اتم پيدا كنند و بدين لحاظ مدلهاي زيادي در اين زمينه ارائه شد كه مهمترين آنها عبارت است از:

مدل دالتون، مدل تامسون، مدل رادفورد و مدل بوهر كه البته همه اينها اشكالات فراواني داشته‌اند اما فعاليت آنها يك مزيت مهم داشته است اينكه آنها عقيده داشتند ذرات داخل اتم طبق يك نظم و ترتيب خاصي واقع شدند و در نهايت راه را براي كشف صحيح آرايش الكتروني، مدل اربيتالي باز كردند كه منطبق بر اصول صحيح علمي است. در بررسي آرايش الكتروني اربيتالي اتمها به مواردي برخورد مي‌كنيم كه قابل تأمل است و لازم است بررسي‌هاي بيشتري صورت بگيرد مثلاً مي‌بينيم الكترون شماره 19 اتم پتاسيم بجاي ورود به اربيتال 3d به اربيتال 4s كه از هسته دورتر است وارد مي‌شود.

برای مشاهده ی ادامه ی متن بر روی ادامه ی مطلب کلیک کنید

اصل بناگذاري اتم يااصل آفبا

همان طوری که در کتاب ها ذکر شده است ، معادله شرودینگر برای اتمهای چند الکترونی به طور دقیق حل نشده است . با وجود این ، داده های طیفی و محاسبات دقیق مبتنی بر روشهای پیچیده ای که شمامل تقریبهای متوالی است ، نشان می دهد که اتمهای چند الکترونی دارای اربیتهای اتمی مشابه با اربیتالهای ئیدروژن است . بنابر این میتوان صحبت از اربیتال های 4f , 2p , 1s و غیره برای آنها کرد .

برای مشاهده ی ادامه ی متن به ادامه ی مطلب مراجعه کنید

اساسا در جهان دو نوع رفتار قابل مشاهده است:رفتار موجي و رفتار ذره اي.هنگامي رفتاري مانند ذره مشاهده ميشود كه جرم و انرژي هر دو با هم منتقل شوند. به عبارت ديگر هنگام جابجايي،هر دو در يك جسم يا ذره مستقر باشند. يك توپ در حال حركت چنين رفتاري دارد. در حالي كه در رفتار شبيه موج، با حركت جسم يا ذره جرم جابه جا نميشود بلكه انرژي به تنهايي آن هم در همه ي جهات انتقال مي يابد. براي مثال برآمدگي هاي سطح آب دريا موج هستند و بدون آنكه آب جابه جا شود،انرژي به ساحل انتقال ميابد. مطالعه ي خواص نور نشان داد كه هر دو نوع رفتار را ميتوان يك جا انتظار داشت.

برای مشاهده ی ادامه ی متن به ادامه ی مطلب مراجعه کنید