- نمونه سوال امتحانی نیمسال دوم 95-94 (با جواب تشریحی)
- نمونه سوال امتحانی نیمسال دوم 94-93 (با جواب تشریحی)
- نمونه سوال امتحانی نیمسال اول 94-93
نمونه سوالات ترمودینامیک پیام نور کد درس : 1315294
لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه14
بخشی از فهرست مطالب
ترمودینامیک شیمیایی
تعادل
تعیین سمت و سوی واکنش
تغییرات انرژی
الکتروشیمی
سینتیک شیمیایی (Chemical Kinetic)
ارتباط شیمی فیزیک با سایر علوم
کاربردهای شیمی فیزیک
الکتروشیمی
رسانش الکترولیتی
رسانش فلزی
الکترولیز (برقکافت)
شیمی فیزیک (Physical chemistry) بخشی از علم شیمی است که در آن ، از اصول و قوانین فیزیکی ، برای حل مسائل شیمیایی استفاده میشود. به عبارت دیگر ، هدف از شیمی فیزیک ، فراگیری اصول نظری فیزیک در توجیه پدیدههای شیمیایی است. برای آشنایی بیشتر با علم شیمی فیزیک ، باید با زیر مجموعههای این علم آشنا شویم و اهداف این علم را در دل این زیر مجموعهها بیابیم.
ترمودینامیک شیمیایی
تعیین سمت و سوی واکنش
ترمودینامیک شیمیایی در عمل ، برقراری چهارچوبی برای تعیین امکان پذیربودن یا خود به خود انجام شدن تحولی فیزیکی یا شیمیایی معین است. به عنوان مثال ، ممکن است به حصول معیاری جهت تعیین امکان پذیر بودن تغییری از یک فاز به فاز دیگر بطور خود به خود مانند تبدیل گرافیت به الماس یا با تعیین سمت و سوی خود به خود انجام شدن واکنشی زیستی که در سلول اتفاق میافتد، نظر داشته باشیم.
در حلاجی این نوع مسائل ، چند مفهوم نظری و چند تابع ریاضی دیگر بر مبنای قوانین اول و دوم ترمودینامیک و برحسب توابع انرژی گیبس ابداع شدهاند که شیوههای توانمندی برای دستیابی به پاسخ آن مسائل ، در اختیار قرار دادهاند.
تعادل
پس از تعیین شدن سمت و سوی تحولی طبیعی ، ممکن است علم بر میزبان پیشرفت آن تا رسیدن به تعادل نیز مورد توجه باشد. به عنوان نمونه ، ممکن است حداکثر راندمان تحولی صنعتی یا قابلیت انحلال دیاکسید کربن موجود در هوا ، در آبهای طبیعی یا تعیین غلظت تعادلی گروهی از متابولیتها ( Metabolites ) در یک سلول مورد نظر باشد. روشهای ترمودینامیکی ، روابط ریاضی لازم برای محاسبه و تخمین چنین کمیتهایی را بدست میدهد.
گرچه هدف اصلی در ترمودینامیک شیمیایی ، تجزیه و تحلیل در بررسی امکان خود به خود انجام شدن یک تحول و تعادل میباشد، ولی علاوه بر آن ، روشهای ترمودینامیکی به بسیاری از مسائل دیگر نیز قابل تعمیم هستند. مطالعه تعادلهای فاز ، چه در سیستمهای ایده آل و چه در غیر آن ، پایه و اساس کار برای کاربرد هوشمندانه روشهای استخراج ، تقطیر و تبلور به عملیات متالوژی و درک گونههای کانیها در سیستمهای زمین شناسی میباشد.
تغییرات انرژی
همین طور ، تغییرات انرژی ، همراه با تحولی فیزیکی یا شیمیایی ، چه به صورت کار و چه به صورت گرما مورد توجه جدی قرار دارند؛ این تحول ممکن است احتراق یک سوخت ، شکافت هسته اورانیوم یا انتقال یک متابولیت در بستر گرادیان غلظت باشد.
مفاهیم و روشهای ترمودینامیکی ، نگرشی قوی برای درک چنان مسائلی را فراهم می آورد که در شیمی فیزیک مورد بررسی قرار میگیرند.
الکتروشیمی
تمام واکنشهای شیمیایی ، اساسا ماهیت الکتریکی دارند؛ زیرا الکترونها ، در تمام انواع پیوندهای شیمیایی (به راههای گوناگون) دخالت دارد. اما الکتروشیمی ، بیش ار هر چیز بررسی پدیده های اکسایش- کاهش (Oxidation - Reduction) است. روابط بین تغییر شیمیایی و انرژی الکتریکی ، هم از لحاظ نظری و هم از لحاظ عملی حائز اهمیت است.
از واکنشهای شیمیایی میتوان برای تولید انرژی الکتریکی استفاده کرد، (در سلولهایی که "سلولها یا پیلهای ولتایی" یا "سلولهای گالوانی" نامیده میشوند) و انرژی الکتریکی را میتوان برای تبادلات شیمیایی بکار برد (در سلولهای الکترولیتی). علاوه بر این، مطالعه فرایندهای الکتروشیمیایی منجر به فهم و تنظیم قواعد آن گونی از پدیده های اکسایش- کاهش که خارج از این گونه سلولها یا پیلها روی می دهد نیز میشود.
سینتیک شیمیایی (Chemical Kinetic)
سینتیک شیمیایی عبارت از بررسی سرعت واکنشهای شیمیایی است. سرعت یک واکنش
این کتاب مخصوص دانشجویات تحصیلات تکمیلی رشته شیمی فیزیک و فیزیک می باشد و
"مناسب برای دبیران، دانش آموزان و اولیاء"
برای دانلود کل پاورپوینت از لینک زیر استفاده کنید:
1- اصول و قوانین ترمودینامیک
برای فهم اینکه نیروگاه چطوری کار میکند لازم است با اصول و قوانینی آشنا شد.
لازم است که مفاهیم زیر را بدانیم
و باید با امکان تبدیل انرژیها به همدیگر آشنا شد. برای آشنائی با مفهوم درجه حرارت مطلق بهتر است به تاریخ تجربه دیرین که در سال 1802 توسط GAY Lussac انجام شد نگاهی بیافکنیم.
با تغییر درجه حرارت یک گاز با فشار ثابت، تغییرات حجم با توجه به درجه حرارت خطی است. برای هر فشاری یک خط جداگانه رسم میشود. تمام خطوط رسم شده از نقطه مبداء 273- میگذرند. در این نقطه کاهش حجم امکانپذیر نیست.
در نتیجه میتوان گفت که درجه حرارت پائینتر از 273- وجود ندارد. در این نقطه انرژی حرارتی سیال صفر است. این درجه حرارت را صفر درجه کلوین نامند. لذا صفر درجه سانتیگراد oK 273+ است
انرژیهای مختلف عبارتند از:
انرژی شیمیایی
انرژی هستهای
انرژی مکانیکی پتانسیل
انرژی مکانیکی جنبشی
انرژی حرارتی
انرژی الکتریکی
اغلب انرژیهای بطور کامل یا جزئی به انرژی نوع دیگر قابل تبدیل است.
در این ارتباط قانون اول ترمودینامیک چنین بیان میکند:
قانون اول- مجموع انرژیهای یک سیستم بسته ثابت است.
انرژی خروجی سیستم + انرژی نهایی سیستم = انرژی ورودی سیستم + انرژی اولیه سیستم
تمام انرژیها قادر هستند به انرژی حرارتی تبدیل شوند، ولی انرژی حرارتی نمیتواند بطور کامل به انرژی مکانیکی تبدیل گردد. و این قانون دوم ترمودینامیک را بیان میکند.
قانون دوم- حرارت به تنهایی نمی تواند از منبع سرد به منبع گرم داده شود.
بدین معنی که:
مثال عملی این اصل عبارت است از:
زمانیکه ترمز ماشین عمل میکند، تمامی انرژی مکانیکی به حرارت تبدیل میشود که به محیط داده میشود. ولی امکان اینکه ماشینی درست کنیم که حرارت را از محیط گرفته و به انرژی دیگر تبدیل کند وجود ندارد.
حرارت با یک منبع نمیتوان برای تولید انرژی بکار برد. اگر دو منبع حرارتی داشته باشیم فقط قسمتی از آن به انرژی مکانیکی تبدیل میشود. معمولاً درجه حرارت پائین درجه حرارت محیط است.
انرژی مکانیکی و انرژی الکتریکی بطور کامل میتوانند به حرارت تبدیل شوند. انرژی مکانیکی میتواند بطور کامل به انرژی الکتریکی تبدیل شود. ولی انرژی حرارتی درصدی به انرژی مکانیکی تبدیل میشود. انرژی الکتریکی انرژی قابل ارزشتری نسبت به انرژی حرارتی میباشد. مقدار حد تبدیل انرژی حرارتی به سطوح درجه حرارت بستگی دارد و با “سیکل یا فرمول کارنو” بیان میشود.
2- دیاگرام درجه حرارت آنتروپی
برای بیان و تشریح سیکلهای ترمودینامیکی درجه حرارت مطلق روی محور عمودی و آنتروپی روی محور افقی نشان داده میشود و سطح زیر منحنی مقادیر انرژی را نشان میدهد.
آنتروپی را نمیتوان مثل درجه حرارت اندازه گرفت ولی میتوان آنرا مثل خواص دیگر مثل فشار و درجه حرارت محاسبه یا از جداول و دیاگرامها بدست آورد.
آنتروپی یا اختلاف در آنتروپی از معادله زیر محاسبه میگردد:
DQ = T . DS
انرژی حرارتی برای واحد جرم = DQ
درجه حرارت مطلق = T
تغییرات آنتروپی = DS
و با معادله دیفرانسیل زیر نشان داده میشود.
از رابطه بالا معادله ابعادی آنتروپی بدست میاید:
مثال: زمانیکه سیال عامل گرم میشود. فرآیند 1 تا 2 انجام شود،
حرارت جذب شده در این تحویل با سطح هاشور خورده نشان داده شده است.
3- سیکل کارنو
در یک سیکل یا چرخه سیال عامل به شرائط اولیه برمیگردد. بعد از هر سیکل مقداری از حرارت به انرژی مکانیکی تبدیل میشود. با رسم دیاگرام T-S میتوان سیکل ترمودینامیکی یک سیستم را بررسی کرد.
یک سیکل تئوری به نام سیکل کارنو وجود دارد. در این سیکل سیال عامل نقاط 4-3-2-1 را طی میکند.
فهرست مطالب:
1-5- تحول بخار ساده
2-5- اصلاح سیکل با پیش گرمکن آب تغذیه
3-5- اصلاح سیکل با سوپر هیتر و ری هیتر
4-5- تأثیر شرائط حذف …
شامل 12 صفحه فایل word قابل ویرایش