X
تبلیغات
شيمي علمي براي زندگي امروز - 10 پست پنجم

شيمي علمي براي زندگي امروز

اين وبلاگ درصدد برداشتن گام هر چند كوچك در جهت ارائه مطالب شيمي مي باشد.

‍ جدول تناوبی عناصر
گروهها 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIA IB IIB IIIB IVB VB VIB VIIB VIII IA IIA IIIB IVB VB VIB VIIB VIII IB IIB IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIA 1 1
H 2He 2 3Li 4Be 5B 6C 7N 8O 9F 10Ne 3 11Na 12Mg 13Al 14Si 15P 16S 17Cl 18Ar 4 19K 20Ca 21Sc 22Ti 23V 24Cr 25Mn 26Fe 27Co 28Ni 29Cu 30Zn 31Ga 32Ge 33As 34Se 35Br 36Kr 5 37Rb 38Sr 39Y 40Zr 41Nb 42Mo 43Tc 44Ru 45Rh 46Pd 47Ag 48Cd 49In 50Sn 51Sb 52Te 53I 54Xe 6 55Cs 56Ba 57La 1 72Hf 73Ta 74W 75Re 76Os 77Ir 78Pt 79Au 80Hg 81Tl 82Pb 83Bi 84Po 85At 86Rn 7 87Fr 88Ra 89Ac 2 104Rf 105Db 106Sg 107Bh 108Hs 109Mt 110Uun 111Uuu 112Uub 114Uuq 116Uuh 118Uuo 6 1 58Ce 59Pr 60Nd 61Pm 62Sm 63Eu 64Gd 65Tb 66Dy 67Ho 68Er 69Tm 70Yb 71Lu 7 2 90Th 91Pa 92U 93Np 94Pu 95Am 96Cm 97Bk 98Cf 99Es 100Fm 101Md 102No 103Lr راهنما مشخصات فيزيکيمشخصات مربوط به فشار و دماي نرمال است گازها Xx جامدات Xx مايعات Xx عناصر مصنوعي Xx سريها فلزات غير فلزات عناصر قليايي عناصر قليايي خاکي واسطه داخلي عناصر واسطه فلزات شبه فلزات غير فلزات هالوژنها گازهاي نوبل لانتانيدها اکتنيدها Transاکتينيدها »نظرات و پیشنهادات خود را بری ما ارسال کنید »Favorites / »Homepage جدول تناوبی عناصر جمله هفته انسان کامل کسی است که زندگانی خود را به دست خود بسازد(آرتور شپنهاور) آدرس ايميل براي ارسال اخبار عضويتلغو عضويت Go لينک به ما ' size=19> دوستان شیمیست قطار شیمی صنایع آریشی بهداشتی درباره ما تاریچه و اهدافهیئت علمیباتشکر ازمجریان + نوشته شده توسط علیزاده در چهارشنبه 1388/03/27 و ساعت | GetBC(50); نظر بدهید کنفرانس کمومتریکس 2009(مجارستان) 2009 Conferentia Chemometrica 2009 - September 27-30, 2009, Siófok, Hungary CC 2009 (Conferentia Chemometrica 2009) will be held in Hotel Magistern, Siófok (Lake Balaton), Beszédes József sétány 72 http://www.cc2009.mke.org.hu + نوشته شده توسط مدیر در پنجشنبه 1388/02/24 و ساعت | GetBC(44); یک نظر Erasmus Mundus Network for Iran, Iraq and Yemen New round of Erasmus Mundus External Cooperation Window - Lot 8 Dear applicantWe would hereby like to inform you of the possibility to re-apply for a scholarship through the Erasmus Mundus ECW (Lot 8) programme, for citizens of Iran, Iraq and Yemen The database is now open for new applications until the 10th of May 2009. Should you be interested then please visit our website at www.erasmusmundus8.net for additional information. Here you can register online if you wish This round there are 115 scholarships available for Undergraduate level, MSc, PhD, Post-doctorate and Academic Staff exchange. We would hereby like to invite you to applyShould you have already applied or have obtained a scholarship before through our programme then we apologize for any inconvenience this message may have caused. Otherwise we wish you good luck with your application and your future studies Best regards EM8 team + نوشته شده توسط مدیر در جمعه 1388/02/18 و ساعت | GetBC(43); نظر بدهید چرا انسان زنگ نمی‌زند؟ دیدکلی این پرسش که چرا انسان زنگ نمی‌زند؟ پیش از توجه به آنکه هر روز بطور متوسط یک درصد گلبولهای قرمز در بدن انسان از بین می‌رود و با گلبولهای جدید جانشین می‌شود، بی‌معنی به نظر می‌رسد. هموگلوبین موجود در گلبولهای قرمز شامل 30 میلی‌‌گرم (Fe(III است که در آب نامحلول است. اگر بدن انسان ترتیب به‌خصوصی برای دفع این آهن نامحلول نداشته باشد، احتیاج به مقدار بسیار زیادی ، حدود 10 تریلیون لیتر ، آب در روز خواهد داشت، تا از مسدود شدن کلیه‌ها با زنگ آهن جلوگیری کند. فریتین به خاطر فعالیت پروتئینی مرسوم به فریتین ، انسانها احتیاج به نوشیدن این حجم عظیم از آب در روز را ندارند. فریتین در گیاهان و جانوران وجود دارد و در بعضی از باکتریها نیز یافت می‌شود. احتمالا از نخستین روزهای حیات در زمین که موجودات زنده شروع به افزودن اکسیژن به اتمسفر کردند، وجود داشته است. نقش فریتین محلول‌ترین شکل آهن ، (Fe(II است، اما این شکل با اکسیژن موجود در خون و سایر مایعات زیست شناختی به سرعت به (Fe(III اکسید می‌شود. بطور معمول یونهای (Fe(III توده‌های عظیمی شبیه به زنگار را در خون ایجاد خواهند کرد، ولی فریتین با ایجاد یک پوشش محافظ اطراف یونهای (Fe(III آنها را پایدار خواهد کرد. یونهای (Fe(II ابتدا در خون به قسمت خارجی ، که پوسته‌ای از پروتئین ، شامل 24 اسید آمینه است، متصل شده و در این قسمت به (Fe(III اکسید می‌شوند. وقتی یونهای (Fe(III با اکسیژن ترکیب می‌شوند که توده‌ها را بوجود آورند، به قسمت میانی پوشش پروتئینی و سپس به هسته پروتئینی انتقال می‌یابند. این هسته قادر است بیش از 4000 اتم آهن را در خود نگه دارد. بنابراین پروتئین شامل فریتین کمپلکس آهن به صورت محلول باقی می‌ماند. نحوه ورود آهن به پروتئین در پژوهش‌های اولیه نشان داده شده است که پوسته خارجی پروتئین به شکل کره بزرگ توخالی است که کانال‌های زیادی به آن وارد شده است. تصور می‌رود که یونهای (Fe(II از طریق این کانال‌ها به هسته پروتئین می‌رسند. نتایج همچنین نشان داده است که مقدار فریتین تولید شده از طریق سلولهای بدن توسط غلظت آهن در سلولها تعیین می‌شود. همچنین تصور بر این است که آهن بطور غیرمستقیم با بخشهای ژنتیکی سلول برخورد می‌کند و موجب می‌شود ژنهای تولیدکننده پروتئین ، فعال یا غیرفعال شوند. شکل فریتین سلولهای بخشهای مختلف بدن اشکال متنوعی از فریتین می‌سازند. مثلا ترکیب اسید آمینه فریتینی که در سلولهای جگر ساخته می‌شود، مقدار کمی با فریتین گلبولهای قرمز خون تفاوت دارد. علت این تفاوتها هنوز ناشناخته است ولی تصور می‌شود، مربوط به این باشد که سرعت وارد شدن آهن به فریتین گلبولهای خون بیشتر از فریتین سلولهای جگر است + نوشته شده توسط علیزاده در یکشنبه 1388/01/16 و ساعت | GetBC(42); یک نظر Eat green eggs for breakfast Red cabbage juice contains a natural pH indicator that changes color from purple to green under basic (alkaline) conditions. You can use this reaction to make a fried green egg Green Egg Materials egg red (purple) cabbage Prepare the Red Cabbage pH Indicator There are several ways you can prepare red cabbage juice for use as a pH indicator. Here's :what I did Coarsely chop about a half cup of red cabbage Microwave the cabbage until it is soft. This took me about 4 minutes Allow the cabbage to cool. You may wish to set it in a refrigerator to speed things up Wrap the cabbage in a coffee filter or paper towel and squeeze the cabbage. Collect the juice in a cup You can refrigerate or freeze leftover juice for later experiments Fry a Green Egg Spray a pan with cooking spray. Heat the pan over medium-high heat Crack an egg and separate the egg white from the yolk. Set the yolk aside In a small bowl, mix the egg white with a small amount of red cabbage juice. Did you see the color change? If you mix the egg white and red cabbage juice thoroughly then the 'white' of the fried egg will be uniformly green. If you only lightly mix the ingredients you will end up with a green egg that has white splotches. Yummy Add the egg white mixture to the hot pan. Set the egg yolk in the middle of the egg. Fry it and eat it like you would any other egg How It Works The pigments in red cabbage are called anthocyanins. Anthocyanins change color in response to changes in acidity or pH. Red cabbage juice is purplish-red under acidic conditions, but changes to a blue-green color under alkaline conditions. Egg whites are alkaline (pH ~9) so when you mix the red cabbage juice into the egg white the pigment changes color. The pH does not change as the egg is cooked so the color is stable. It's also edible, so you can eat the fried green egg + نوشته شده توسط مدیر در پنجشنبه 1387/12/22 و ساعت | GetBC(41); نظر بدهید تاریخچه فناوری نانو و برخی رویدادهای مهم این صنعت : تاریخچه فناوری نانو و برخی رویدادهای مهم این صنعت : در سال 1959 ریچارد فیلیپس فاینمن مقاله ای را درباره قابلیت های فناوری نانو در آینده منتشر ساخت. واژه "فناوری نانو" برای اولین بار در یک مقاله علمی در سال 1974 به کار رفت، و اریک درکسلر، مفاهیم فناوری نانو مولکولی را در انستیتوی فناوری ماساچوست درسال 1977 معرفی کرد. در سال 1981 میکروسکوپ تونل زنی روبشی که دانشمندان را قادر به مشاهده جزئیات ساختار اتم ها ودستـکاری آنهـا می نمود، اختراع شد. در سال 1985 باکی بال ( کربن خالص کره ای شکل و تو خالی ) کشف شد . در سال 1988 اولین درس دانشگاهی فناوری نانو عرضه شد . در سال1990 IBM دستگاهی اختراع کرد که به کمک آن می‌توان اتم‌ها را تک تک جا‌به‌جا کرد. در سال1991 نانو لوله‌های کربنی توسط دانشمندان ژاپنی کشف شدند. درسال 1993 اطلاعات مربوط به فناوری نانو مولکولی و محصولات مولکولی جمع آوری شد . درسال 1993 اولین نقاط کوانتومی با کیفیت بالا تولید شد. در سال1996 اولین کنفرانس اروپایی فناوری نانو برگزار شد . در سال 1997 اولین نانو ترانزیستور ساخته شد. در سال2000 اولین موتور DNA ساخته شد. در سال2001 یک مدل آزمایشگاهی سلول سوخت با استفاده از نانو لوله تولید شد. در سال 2002 شلوارهای ضد لک مبتنی برفناوری نانو به بازار عرضه شدند. در سال 2003 نمونه‌های آزمایشگاهی نانوسلول‌های خورشیدی تولید شدند. برخی اهداف فناوری نانو : توسعه فناوری و تحقیقات در سطوح اتمی ، مولکولی و یا ماکرو مولکولی در مقیاس اندازه های 1 تا 100 نانومتر. خلق و استفاده از ساختارها ، ابزار و سیستمهایی که به خاطر اندازه کوچک آنها ، خواص و عملکرد جدیدی دارند. توانایی کنترل یا دستکاری درسطوح اتمی . اهمیت نانو ابعاد: دلایل زیادی برای اهمیت نانو ابعاد وجود دارد ، که بعضی از آنها به شرح زیر است : خصوصیات مواد در اندازه های نانو متری دچار تغییراتی می شود و با طراحی مواد نانو متری تغییر در خصوصیات ماکروسکوپیک و میکروسکوپیک ماده مانند رنگ ، خواص مغناطیسی، دمای ذوب و ... بدون تغییر ترکیبات شیمیایی آن ممکن می شود . از جمله خصوصیت مواد بیولوژیکی و زنده، سازماندهی منظم آنها در ابعاد نانومتری است و توسعه در زمینه نانو فناوری به ما اجازه خواهد داد که چیزهای نانو ابعادی ساخت بشر را در داخل سلولهای زنده قرار دهیم . همچنین این کار باعث خواهد شد که با استفاده از خود چینی طبیعت بتوانیم مواد جدیدی بسازیم . مطمئناً این کار باعث ایجاد ترکیبات بیولوژی با علم مواد خواهد شد . ترکیبات نانو متری دارای نسبت سطح به حجم بسیار زیادی هستند ( حجم کمی دارند اما سطح زیادی را پوشش می دهند ) و لذا استفاده از آنها در مواد کامپوزیتی دارو رسانی در بدن و ذخیره انرژی به شکل شیمیایی ( مانند گاز طبیعی و هیدروژن ) بسیار ایده آل خواهد بود . سیستم های ماکروسکوپیک ساخته شده ازنانو ساختارها می توانند چگالی بسیار بیشتری نسبت به مواد ساخته شده از میکروساختارها داشته باشند و همچنین هدایت الکتریکی بهتری دارند . با استفاده ازبرهمکنش نانو ساختارها مفاهیم جدیدی در ابزارهای الکترونیکی، مانند مدارهای کوچکتر و سریعتر، کارایی بسیار پیشرفته تر و مصرف برق بسیار کمتر پدید می آید . تفاوت فناوری نانو با فناوری دیگر در فناوری نانو تنها کوچک بودن اندازه مد نظر نیست بلکه زمانی که اندازه مواد در این مقیاس قرار می گیرد، خصوصیات ذاتی آنها از جمله رنگ ، استحکام، مقاومت در برابر خوردگی و ... تغییر می یابد . در واقع اگر بخواهیم تفاوت این فناوری را با فناوری های دیگر بیان نماییم ، می توانیم وجود " عناصر پایه " را به عنوان یک معیار ذکر کنیم . عناصر پایه در حقیقت همان عناصر نانو مقیاسی هستند که خواص آنها در حالت نانو مقیاس با خواص شان در مقیاس بزرگتر فرق می کند . عناصر پایه: نانو ذرات اولین و مهمترین عنصر پایه، نانو ذره است . منظور از نانو ذره، ذراتی با ابعادی درحدود 1 تا 100 نانو متر و در هر سه بعد می باشد . نانو ذرات می توانند از مواد مختلفی تشکیل شوند، مانند نانو ذرات فلزی، سرامیکی و ... نانو لوله های کربنی این عنصر پایه در سال 1991 توسط دانشمندان ژاپنی کشف شد و در حقیقت لوله هایی از جنس گرافیت می باشند . این نانو لوله ها دارای اشکال و اندازه های مختلفی هستند ومی توانند تک دیواره یا چند دیواره باشند . این لوله خواص بسیار جالبی دارند که منجر با ایجاد کاربردهای قابل توجهی از آنها می شوند . نانو کپسولها سومین عنصر پایه، نانوکپسول است . همان طوری که از اسم آن مشخص است ،کپسول هایی هستند که قطر نانومتری دارند و می توان مواد مورد نظر را درون آنها قرار داد و کپسوله کرد . شاخه های فناوری نانو : فناوری نانو منحصر به یک رشته خاص نیست، بلکه رشته ای میان رشته ای است یعنی به علوم مختلف وابسته است و با استفاده از پیشرفتهای علوم مختلف می توان به پیشرفتهای فناوری نانو دست یافت. بنابراین کاربردهای متفاوتـی را می توان برای این فناوری متصور شد. مانند کاربردهای الکترونیکی پزشکی، زیستی و ... که از نظر رشته ای ارتباط خاصی با یکدیگر ندارند . لذا ممکن است فناوری نانو رشته ای کاملاً گسسته به نظر آید که موضوعات آن هیچ ارتباطی با هم ندارند. برخی محققین فناوری نانو، این حوزه را به سه رشته تقسیم بندی می کنند که عبارتند از : نانو فناوری مرطوب نانو فناوری خشک نانو فناوری محاسباتی نانو فناوری مرطوب : این شاخه به مطالعه سیستم های زنده ای می پردازد که اساساً در محیط های آبی وجود دارند . دراین شاخه ساختمان مواد ژنتیکی، غشاء ها و سایر ترکیبات سلولی در مقیاس نانو متر مورد مطالعه قرار می گیرند . پژوهشـگران موفـق شده اند ساختارهای زیستی فراوانی تولید کنند که بتوان نحوه عملکرد آنها را در مقیاس نانویی کنترل کرد . این شاخه در برگیرنده علوم پزشکی، دارویی و به طور کلی علوم و روشهای مرتبط با زیست فناوری است . نانو فناوری خشک: این شاخه ، از علوم پایه مانند شیمی و فیزیک مشتق می شود و به مطالعه ساختارهای مواد از قبیل کربن ، سیلیکون و مواد غیر آلی و فلزی می پردازد . نکته قابل توجه این است که الکترونهای آزاد که در فناوری مرطوب موجب انتقال مواد و انجام واکنشها می شوند ،در فناوری خشک خصوصیات فیزیکی ماده را پدید می آورند . در نانو فناوری خشک کاربرد مواد نانویی در الکترونیک، مغناطیس و ابزارهای نوری مورد مطالعه قرار می گیرد. برای مثال طراحی و ساختن میکروسکوپ هایی که بتوان با استفاده از آنها مواد را در ابعاد نانو متر مورد مطالعه قرار داد . نانوفناوری محاسباتی: در بسیاری ازمواقع ابزار آزمایشگاهی موجود برای انجام برخی از آزمایشهای نانومتریک مناسب نیستند و لذا در مواردی چنین، از رایانه ها برای شبیه سازی فرآیندها و واکنش های اتم ها و مولکول ها استفاده می شود . شناختی که به وسیله محاسبه به دست می آید، باعث می شود که زمان لازم برای پیشرفت نانو فناوری خشک بطور محسوسی کاهش یابد والبته تاثیر مهمی در نانو فناوری مرطوب نیز خواهد داشت . روش های ساخت در فناوری نانو: اصولا در فناوری نانو دو روش برای ساخت محصولات نانویی وجود دارد : الف : روش پایین به بالا: منظور از پایین به بالا ،چینش اتم به اتم، مولکول به مولکول از یک ماده کنار هم بطور دلخواه جهت ایجاد و ساخت مواد جدید نانومتری است . در این روش که خود شامل شیوه های مختلف تولید است، مواد جدید با چینش اتمی خاص و منحصر بفرد می توانند ساخته شوند . ب : روش بالا به پایین: در این روش برای رسیدن به نانو مواد، باید ذرات وترکیبات بزرگتر ماده را با استفاده از روش های متداول مانند خرد کردن در چند مرحله به مواد در مقیاس نانومتری تبدیل کنیم . دانشمندان برای ساخت انبوه محصولات نانویی به دنبال یافتن روش هایی هستند که بتوانند بصورت خود به خودی یا خود تکثیری، خود چینی و غیره مواد نانو متری را تولید کند . خود چینی: خود چینی عبارتست ازجذب اتم ها و مولکولهای مواد بطور هوشمندانه توسط خود آنها و بصورت خود به خودی به منظور ایجاد ساختار به هم پیوسته و منظم . + نوشته شده توسط علیزاده در پنجشنبه 1387/12/22 و ساعت | GetBC(40); نظر بدهید http://homeschooling.gomilpitas.com/explore/chemistry.htm http://homeschooling.gomilpitas.com/explore/chemistry.htm + نوشته شده توسط علیزاده در پنجشنبه 1387/12/22 و ساعت | GetBC(39); نظر بدهید فیتوشیمی (Phytochemistry ) چیست ؟ فیتوشیمی (Phytochemistry ) چیست ؟ فیتوشیمی دانش بررسی و مطالعه تركیبات شیمیایی گیاهی است. به بیان دیگرمی توان گفت شاخه ای از علم شیمی است كه موضوع آن، مطالعه تركیبات شیمیایی گیاهان است. از جمله این تركیبات، متابولیت های ثانویه گیاهی است. در مفهومی اختصاصی تر، فیتوشیمی با شیمی گیاهان دارویی مرتبط است و در طول قرون متمادی بسیاری از تركیبات گیاهی نقشی اساسی درصنایع داروسازی داشته اند. تكنیك های رایج دراین علم عبارتند از: استخراج و جدا سازی، تغلیظ، آنالیز و تكنیك های كروماتوگرافی و الكتروفورزكه در نهایت شناخت فرمولهای دقیق ساختاری و مسیرهای بیوسنتزی را امكان پذیر می سازد. شواهد فیتوشیمیایی از جمله شواهد و صفات مورد استفاده در طبقه بندی های فیلوژنتیكی هستند، به گونه ای كه در گونه های دارای قرابت و خویشاوندی با یكدیگر، تركیبات مشابهی یافت می شود اما همیشه نیز این گونه نیست. + نوشته شده توسط علیزاده در پنجشنبه 1387/12/22 و ساعت | GetBC(38); نظر بدهید پايگاه جامعي از مجلات شيمي http://www.ch.cam.ac.uk/c2k/cj/organic.html پايگاه جامعي از مجلات شيمي آلي http://www.ch.cam.ac.uk/c2k/cj/inorganic.html پايگاه جامعي از مجلات شيمي معدني http://www.ch.cam.ac.uk/c2k/cj/physical.html پايگاه جامعي از مجلات شيمي فيزيك كه بر حسب نام ناشر مرتب شده است http://www.ch.cam.ac.uk/c2k/cj/alpha.html پايگاه جامعي ازمجلات شيمي فيزيك كه بر حسب الفبا مرتب گرديده است http://www.ch.cam.ac.uk/c2k/cj/comp.html پايگاه جامعي از مجلات شيمي گرايش محاسبه http://www.ch.cam.ac.uk/c2k/cj/biological.html پايگاه جامعي از مجلات زيست شيمي http://www.ch.cam.ac.uk/c2k/cj/tech.html پايگاه جامعي ازمجلات مهندسي شيمي http://www.ch.cam.ac.uk/c2k/cj/environ.html پايگاه جامعي ازمجلات رشته شيمي گرايش محيط زيست و كشاورزي http://www.ch.cam.ac.uk/c2k/cj/analytical.html پايگاه جامعي از مجلات شيمي گرايش تجزيه http://www.ch.cam.ac.uk/c2k/cj/material.html پايگاه جامعي از مجلات شيمي گرايش مواد http://www.ch.cam.ac.uk/c2k/cj/general.html پايگاه جامعي از مجلات رشته شيمي گرايش عمومي http://www.ch.cam.ac.uk/c2k/people/ شيميدانان كشوركانادا و ايالت متحده امريكا كه برحسب نام سازمان و نام اشخاص مرتب شده اند http://www.ch.cam.ac.uk/c2k/society.html#LSoc انجمنها وجوامع شيميايي http://www.ch.cam.ac.uk/c2k/data.html پايگاههاي اطلاعاتي، سازمانها، آدرس پست الترونيكي گروههاي بحث و گروههاي خبري و ... http://www.chemie.fu-berlin.de/chemistry/index/sites/www/ ليستي از پيوندهاي شيميايي در اينترنت، تقسيم بندي بر اساس قاره http://www.indiana.edu/~cheminfo/slaind98.html معرفي برخي سايتهاي مربوط به رشته شيمي http://chemed.tamu.edu/inquiry698/linksto.htm معرفي برخي از سايتهاي مربوط به شيمي http://uwadmnweb.uwyo.edu/Chemistry/News/chem_sites.htm برخي از سايتهاي مفيد شيميايي http://www.mpcfaculty.net/ron_rinehart/organic.htm سايتهاي شيمي آلي http://www.chemhelper.com/recfunsites.html برخي سايتهاي جالب در شيمي آلي http://www.public.iastate.edu/~acslocal/Interesting_Chem_Sites.html برخي سايتهاي جذاب راجع به شيمي http://tccc.iesl.forth.gr/chemistry/academic_sites.html برخي از سايتهاي دانشگاهي مربوط به شيمي http://people.morehead-st.edu/fs/h.hedgec/sciteach.html وب سايتهاي آموزشي شيمي http://www.rsc.org/ اخبار، انتشارات، كنفرانسها،آموزش، توليدات و معرفي برخي سايتها راجع به شيمي http://www.chemie.de/?language=e يكي از بهترين سايتها داراي 774 لينك به جوامع شيميايي، كتابها،مجلات، نرم افزارها،مشاغل و ... راجع به شيمي http://www.chemistry.org/portal/a/c/s/1/home.html انجمن شيمي آمريكا http://chemistry.about.com/index.htm?once=true& اخبار، مقالات خبري، سايتهاي مرتبط، مطالب آموزشي، جدولهاي تناوبي و ... راجع به شيمي http://chemistry.about.com/c/ec/1.htm با عضويت در اين قسمت سايت مي توانيد بازيها و مطالب مربوط به شيمي براي كودكان را دريافت و يه سايتهاي مرتبط دسترسي پيدا كنيد http://www.chemweb.com/ در اين سايت براي شما امكان جستجو در كتابها، مجلات، اخبار، نرم افزارها، پايگاههاي اطلاعاتي، مشاغل و ... وجود دارد http://www.chemie.de/index.php3?language=e يك شاهراه الكترونيك از منابع مختلف موجود در وب براي شيميدانان http://www.chemdex.org/ 4000 لينك به سايتهاي مرتبط به شيمي http://www.chemdex.org/index.php?sid=517188909&t=sub_pages&cat=220 معرفي سايتهاي مربوط به جداول تناوبي http://www.chemdex.org/index.php?sid=517188909&t=sub_pages&cat=183 معرفي سايتهاي مربوط به بيوشيمي، شيمي تجزيه http://www.chemdex.org/index.php?sid=517188909&t=sub_pages&cat=501 معرفي سايتهاي مربوط به كنفرانسها، مجلات، گروههاي خبري و ...راجع به شيمي http://www.chemdex.org/index.php?sid=517188909&t=sub_pages&cat=277 معرفي سايتهاي مربوط به عناصر شيميايي http://www.chemdex.org/index.php?sid=517188909&t=sub_pages&cat=314 معرفي سايتهايي مربوط به نرم افزارها و استانداردهاي شيمي http://www.chemdex.org/index.php?sid=517188909&t=sub_pages&cat=230 معرفي سايتهاي مربوط به شيميدانان http://www.chemsoc.org/viselements/ يك تفسير بصري از عناصر جدول تناوبي http://www.chem.swin.edu.au/ مطالعه شيمي به وسيله كامپيوتر داراي برخي لينكهاي جالب http://www.chemie.fu-berlin.de/chemistry/bio/amino-acids.html اطلاعاتي از قبيل نام، اختصارات، آمينو اسيدها و فرمولها براي آمينو اسيدها مي باشد. همچنين داراي مدلهاي مولكولي نيز هست http://www.netaccess.on.ca/~dbc/cic_hamilton/dictionary/a.html واژگان شيميايي http://wine1.sb.fsu.edu/chm1045/chm1045.htm يك متن كتاب درسي همراه با تمرينهاي امتحان براي درس مجازي شيمي عمومي http://www.scidiv.bcc.ctc.edu/wv/101-online.html يك دوره آموزشي الترونيكي براي شيمي http://www.chem1.com/chemed/genchem.html لينك به بسياري از وب سايت ها مربوط به شيمي عمومي http://www.chemport.org/html/english/publishers_list.html مجلات تمام متن الكترونيكي در اينترنت http://jchemed.chem.wisc.edu/ مجله آموزش شيمي http://vm.cfsan.fda.gov/~dms/chemist.html فهرستي از سايتهاي مربوط به شيمي http://www.1000dictionaries.com/chemistry_dictionaries_1.html 1000 ديكشنري مجاني انگليسي http://www.stanford.edu/~glassman/chem/index.htm حل مسايل و مشكلات دانشجويان كارشناسي، همچنين داراي لينك به سازمانها و موسسات مرتبط، مجلات الكترونيكي، كنفرانسها، منابع آموزشي، نرم افزارهاي مربوط به شيمي، پايگاههاي الترونيكي و ... مي باشد http://www.chemistry.co.nz/chem.htm شيمي براي دانش آموزان و معلمان http://www.knowledgebydesign.com/tlmc/tlmc.html يادگيري مسايل مربوط به شيمي http://www.terrificscience.org/ يك مركز آموزش شيمي http://www.ijc.com/ مجله اينترنتي شيمي http://www.rsc.org/is/journals/current/perkin1/p1ppub.htm مجله Perkin Transactions 1 http://www.rsc.org/is/journals/current/perkin2/p2ppub.htm مجله Perkin Transactions 2 http://www.wiley-vch.de/publish/en/journals/alphabeticIndex/2005/ مجله European journal of inorganic chemistry http://www.liv.ac.uk/chemistry/Links/links.html لينكهايي براي شيميدانان، شامل لينكهاي دانشگاهي، تجاري، منابع شيمي، نرم افزارها، مشاغل الكترونيكي و http://www.iranpolymerinstitute.org/ شامل كتابخانه مرجع پليمر ايران ، ليست محصولات ، جزئيات سمينار صنعت پليمر ايران ، بانك اطلاعاتي پليمرها و غيره به زبان انگليسي http://chem.schoolnet.ir/ مباحث مربوط به شيمي به زبان ساده به زبان فارسي البته بيشتر مطالب عملي به زبان انگليسي است + نوشته شده توسط علیزاده در پنجشنبه 1387/12/22 و ساعت | GetBC(37); نظر بدهید Twelve Principles of Green Chemistry Twelve Principles of Green Chemistry 1. Prevent waste: Design chemical syntheses to prevent waste, leaving no waste to treat or clean up. 2. Design safer chemicals and products: Design chemical products to be fully effective, yet have little or no toxicity. 3. Design less hazardous chemical syntheses: Design syntheses to use and generate substances with little or no toxicity to humans and the environment. 4. Use renewable feedstocks: Use raw materials and feedstocks that are renewable rather than depleting. Renewable feedstocks are often made from agricultural products or are the wastes of other processes; depleting feedstocks are made from fossil fuels (petroleum, natural gas, or coal) or are mined. 5. Use catalysts, not stoichiometric reagents: Minimize waste by using catalytic reactions. Catalysts are used in small amounts and can carry out a single reaction many times. They are preferable to stoichiometric reagents, which are used in excess and work only once. 6. Avoid chemical derivatives: Avoid using blocking or protecting groups or any temporary modifications if possible. Derivatives use additional reagents and generate waste. 7. Maximize atom economy: Design syntheses so that the final product contains the maximum proportion of the starting materials. There should be few, if any, wasted atoms. 8. Use safer solvents and reaction conditions: Avoid using solvents, separation agents, or other auxiliary chemicals. If these chemicals are necessary, use innocuous chemicals. 9. Increase energy efficiency: Run chemical reactions at ambient temperature and pressure whenever possible. 10. Design chemicals and products to degrade after use: Design chemical products to break down to innocuous substances after use so that they do not accumulate in the environment. 11. Analyze in real time to prevent pollution: Include in-process real-time monitoring and control during syntheses to minimize or eliminate the formation of byproducts. 12. Minimize the potential for accidents: Design chemicals and their forms (solid, liquid, or gas) to minimize the potential for chemical accidents including explosions, fires, and releases to the environment. Originally published by Paul Anastas and John Warner in Green Chemistry: Theory and Practice (Oxford University Press: New York, 1998). + نوشته شده توسط علیزاده در پنجشنبه 1387/12/22 و ساعت | GetBC(35); نظر بدهید آتش سبز خودبخودی آتش سبز خودبخودی 4گرم فلز روي را در يك شيشه كوچك بريزيد. در يك شيشه بزرگتر يا يك لوله آزمايش 4 گرم NH4NO3 و يك گرم NH4CL و نيم گرم Ba(NO3) بريزيد. درست در زمان اجراي نمايش گرد روي را به شيشه بزرگتر بيفزائيد و درب آن را بگذاريد وبه شدت تكان دهيد تا كاملاً مخلوط شوندمخلوط خاكستري رنگي به وجود مي آيد ان را بر روي يك سطح نسوز ريخته و به صورت كپه اي در آوريد و چند قطره آب روي آن بپاشيد (اين كار را مي توانيد با تكان دادن انگشتان خيس انجام دهيد) آتش سبز رنگي خود به خود فوران مي كند. + نوشته شده توسط علیزاده در چهارشنبه 1387/11/30 و ساعت | GetBC(34); یک نظر کشف راز قهوه‌ای رنگ بودن خاک کشف راز قهوه‌ای رنگ بودن خاک ساختار ریزذره‌ها‌ی تجزیه گر و نوع تجزیه کربن است که به خاک رنگ قهوه ای می‏بخشد. به گزارش مهر، دکتر استیون الیسون از دانشگاه کالیفرنیا در ایروین گفت: تفاوت عوامل محیطی تاثیر یکسانی در تفاوت رنگ آمیزی طبیعت دارد. یکی از تاثیر گذار ترین این عوامل نوع ترکیبات معدنی موجود در خاک و گیاه است که بر سوخت و ساز کربن تاثیر می‏گذارد. وی افزود: اگرچه میزان کربن موجود در خاک سه برابر کربن موجود در گیاهان است ولی به علت نوع و غلظت مواد معدنی موجود در خاک، این کربن نمی‏تواند توسط موجودات ذره بینی تجزیه گر خورده شود. بر اساس نتایج مطالعه دانشمندان علوم طبیعی موجودات میکروبی تجزیه گر خاک بسیار کوچک تر از حیوانات بزرگی هستند که با تغذیه از گیاهان در متابولیسم کربن نقش اساسی بازی می‏کنند. هضم کربن این ریز ذره‌ها‌ که فاقد سیستم گوارشی هستند در خارج از بدن آنها توسط سیستمی آنزیمی صورت می‏گیرد در حالیکه مراحل مختلف سوخت و ساز کربن در روده حیوانات صورت می‏گیرد. این نوع تجزیه کربن به خاک رنگ قهوه ای می‏بخشد. + نوشته شده توسط علیزاده در چهارشنبه 1387/11/30 و ساعت | GetBC(33); نظر بدهید کاربرد quantum dot ها کاربردهای quantum dot ها موادی از قبیل سولفید سرب، سولفید روی، فسفات ایندیوم و غیره بسته به اندازه، طول موج یا رنگ معینی از نور را پس از تحریک الکترون ها با استفاده از یک منبع خارجی از خود ساطع می کنند. انتشار نور توسط quantum dot هادر تشخیص های پزشکی کاربرد فراوانی دارد. این نقاط به صورت برچسب فلوئورسانسی عمل می کنند با این تفاوت که در برابر درخشان شدن خاصیت و توانایی خود را از دست نمی‌دهند و در برابر تعداد سیکل های تحریک و انتشار نور مقاومت بیشتری از خود نشان می دهند. + نوشته شده توسط علیزاده در چهارشنبه 1387/11/30 و ساعت | GetBC(32); نظر بدهید شیمی رنگ شیمی رنگ رنگها را معمولا براساس خواص آنها و ساختمان ماده اصلی (ساختمان شیمیایی مواد) طبقه بندی می‌کنند. روش دیگر طبقه بندی رنگها براساس روش مصرف آنها در رنگرزی می‌باشد. روش و تکنیک رنگرزی به ساختمان ، طبیعت الیاف یا شئ مورد رنگرزی بستگی دارد. به عبارت دیگر رنگرزی پشم و ابریشم و دیگر الیاف به دست آمده از حیوانات با رنگرزی پنبه و الیاف به دست آمده از گیاهان تفاوت دارد. نقش ساختمان شیمیایی الیاف در تعیین رنگ مورد نیاز در رنگرزی همیشه ساختمان شیمیایی الیاف تعیین کننده نوع رنگ مورد نیاز و تکنیک رنگرزی می‌باشد. به عنوان مثال الیاف حیوان مانند پشم و ابریشم از پروتئین تشکیل شده‌اند و دارای گروههای اسیدی و بازی می‌باشند. این گروهها نقاطی هستند که در آنها مولکول رنگ خود را به الیاف متصل می‌کند. پس برای رنگرزی این گونه الیاف باید از رنگهایی که دارای بنیان اسیدی و بازی هستند استفاده کرد.پنبه یک کربوهیدرات می‌باشد و تنها محتوی پیوندهای خنثای اتری و گروههای هیدروکسیل است. در این نقاط پیوندهای هیدروژنی بین الیاف و رنگ ایجاد می‌شود. پس باید از رنگهای متناسب با خصوصیات الیاف پنبه‌ای استفاده کرد. متصل کردن رنگ به الیاف مصنوعی و سنتزی مانند پلی اولفین‌ها و هیدروکربنها که کاملا عاری از گروههای قطبی هستند، تکنیک و روش دیگری را می‌طلبد. بر اساس روش رنگرزی به صورت زیر دسته‌بندی می‌شود. رنگهای مستقیم یا رنگهای جوهری این دسته از رنگها دارای گروهها و عوامل قطبی مانند عوامل اسیدی و بازی هستند و با استفاده از این گروهها ، رنگ با الیاف ترکیب می‌شود. برای رنگرزی پارچه با اینگونه رنگها فقط کافی است که پارچه را در محلول آبی و داغ رنگ فرو ببریم. اسید پیکریک و ماریتوس زرد از جمله این رنگها هستند. هر دو رنگ ، اسیدی بوده و با گروههای آمینه الیاف پروتئینی ترکیب می‌شوند. نایلون نیز که یک پلی‌آمید است، با این رنگها قابل رنگرزی است. رنگ دانه‌ای این دسته از رنگها شامل ترکیباتی هستند که می‌توانند با برخی از اکسیدهای فلزی ترکیب شده و نمکهای نامحلول و رنگی که لاک نامیده می‌شوند، تشکیل دهند. روش رنگرزی با این رنگها از کهن‌ترین روشهای تثبیت رنگ روی الیاف بوده است. این رنگها بیشتر برای رنگرزی ابریشم و پنبه بکار می‌رود. در رنگرزی با رنگهای دانه‌ای پارچه یا الیاف ، رنگی به نظر می‌رسند. چون الیاف توسط لایه‌ای از رسوب رنگین پوشانده می‌شود. برای ایجاد دندانه روی رنگها معمولا از اکسیدهای آلومینیوم ، کروم و آهن استفاده می‌شود. آلیزارین نمونه‌ای از این رنگها می‌باشد. رنگ خمیری رنگ خمیری ماده‌ای است که در شکل کاهش یافته ، محلول در آب بوده و ممکن است بی‌رنگ هم باشد. در این حالت الیاف به این رنگ آغشته شده و پس از جذب رنگ توسط الیاف ، آنها را از خمره خارج کرده و در معرض هوا با یک ماده شیمیایی اکسید کننده قرار می‌دهند. در این مرحله رنگ اکسید شده و به صورت رنگین و نامحلول در می‌آید. رنگهای باستانی ایندیگو و تیریان از این جمله‌اند. رنگ واکنشی این رنگها که تحت عنوان رنگهای ظاهر شونده هم شناخته می‌شوند، در درون خود پارچه ، تشکیل شده و ظاهر می‌گردند. مثال مهمی از این گروه رنگها ، رنگهای آزو می‌باشند. رنگرزی با این رنگها به این صورت است که پارچه را در محلول قلیایی ترکیبی که باید رنگ در آن مشتق شود (فنل یا نفتول) فرو می‌بریم. سپس پارچه را در محلول سرد آمین دی ازت دار شده در داخل خود الیاف انجام شده و رنگ تشکیل می‌گردد. به رنگی که به این صورت حاصل می‌شود رنگ یخی نیز می‌گویند، زیرا برای پایداری و جلوگیری از تجزیه نمک دی آزونیوم دمای پائین ضرورت دارد. رنگ پخش شونده این دسته از رنگها در خود الیاف محلول هستند، اما در آب نامحلول می‌باشند. رنگهای پخش شونده در رنگرزی بسیاری از الیاف سنتزی بکار می‌روند. به این الیاف گاهی اوقات الیاف آبگریز نیز گفته می‌شود. معمولا ساختمان شیمیایی آنها فاقد گروههای قطبی است. روش رنگرزی به اینگونه است که رنگ به صورت پودر نرم در بعضی از ترکیبات آلی مناسب (معمولا ترکیبات فنل) حل می‌شود و در دما و فشار بالا در حمام‌های ویژه به الیاف منتقل می‌شود + نوشته شده توسط علیزاده در چهارشنبه 1387/11/30 و ساعت | GetBC(31); نظر بدهید پلیمر و الاستومرها پلیمر ها و الاستومرها پليمرها به سه گروه اصلي تقسيم مي‌شوند: (1) پلاستيك هاي گرمانرم (2) پلاستيك هاي گرما سخت يا ترموست ها(3) الاستومرهاترموپلاستيك ها با افزايش دما نرم شده و با خنك شدن به سختي اوليه اشان برمي گردند و بيشتر قابل ذوب هستند، به عنوان مثال، نايلون، پلاستيك هاي گرما سخت (ترموست ها) وقتي گرم مي شوند، سخت شده و هنگام سرد شدن به سختي اوليه برمي گردند. اين مواد توسط كاتاليزورها يا گرم شدن تحت فشار به يك شكل دائمي تبديل مي شوند. الاستومرها نظير رابرها مي توانند بدون پاره شدن و گسستن در برابر تغيير شكل مقاومت كنند. در مطلب حاضر، انواع محدودي از پليمرهاي هر گروه و كاربرد و خواص آنها مورد بررسي قرار مي گيرد. ترموپلاستيك ها الف – پلي اولفين يا پليمرهاي اتنيكهمه اين ترموپلاستيك ها بطور مشترك داراي منور اتلين (H2C=CH2) هستند.پلي اتيلن 6(PE)- پلي اتيلن اولين محصول تجاري در سال 1940 بوده و از نفت خام يا گاز طبيعي تهيه مي شود.پلي اتيلن يك ماده ترموپلاستيك است كه بسته به ساختار مولكولي از يك نوع به نوع ديگر متفاوت است. در حقيقت، با تغيير وزن مولكولي (يعني طول زنجير)، تبلور (يعني وضعيت زنجير)، و خواص شاخه ( يعني پيوند شيميايي بين زنجيرهاي مجاور) مي‌ توان محصولات متنوعي از آن توليد كرد. پلي‌اتيلن مي تواند در چهار نوع تجاري تهيه شود: (1) دانسيته پايين، (2) دانسيته متوسط، (3) دانسيته بالا و (4) پلي‌اتيلن با وزن مولكولي بسيار بالا. پلي اتيلن دانسيته پايين (LDPE):داراي نقطه ذوب OC1050، سختي، مقاومت شكست فشاري، شفافيت، انعطاف پذيري و خاصيت انبساط پذيري است. بنابراين، به دليل روش ساخت و استعمال آسان آن، براي لوله كشي و بسته‌بندي‌ها استفاده مي شود. مقاومت شيميايي آن بسيار برجسته است، گر چه به اندازه پلي‌اتيلن دانسيته و يا پلي پروپيلن نيست، اما اين پليمر در مقابل بسياري اسيدهاي معدني (مانند HCI و HF) و قلياها (نظير NH4OH-KOH-NaoH) مقاوم بوده و براي جابجايي مواد شيميايي معدني مي توان از آن استفاده كرد، ولي بايد از تماس آن با آلكان ها، هيدروكربن هاي آروماتيك، هيدروكربن هاي كلرينه و اكسيد كننده‌هاي قوي (نظير HNo3)) اجتناب كرد. اتصال قسمتهاي مختلف از جنس PE با استفاده از جوش ذوبي انجام مي شود. بدين ترتيب، انجام لوله كشي به اين شكل ارزان بوده و نسبت به ديگر مواد موجود، براي خطوط فاضلاب، خطوط آب، و ديگر سرويسهايي كه در معرض فشارها و يا درجه حرارت هاي بالا قرار نمي گيرند، بسيار مقاوم و بهترين انتخاب است. با وجود اين، محدوديت هايي وجود دارد كه استفاده از آنها را در بسياري كاربردها غيرممكن مي سازد. اين محدوديت ها عبارت از، استحكام پايين، مقاومت حرارتي پايين (بالاترين محدوده دمايي براي اين ماده 0C60 است)، نزول كيفيت تحت پرتو تابي UV (مانند قرار گرفتن در معرض نور خورشيد) است. با وجود اين، پلي اتيلن مي تواند جهت افزايش استحكام، مقاومت و ديگر خواص مكانيكي مطلوب با مواد ديگر تركيب شود. پلي اتيلن دانسيته بالا (HDPE)داراي خواص مكانيكي برجسته و مقاومت مكانيكي نسبتاً بيشتري در مقايسه با نوع دانسيته پايين است. تنها اكسيد كننده هاي قوي بطور محسوس در محدوده دمايي مشخص به اين مواد حمله خواهند كرد. اگر رزين پايه درست انتخاب نشود، شكست فشاري HDPE مي تواند مشكل ساز باشد. خواص مكانيكي اين ماده، استفاده از آنها را در شكل هاي بزرگتر و كاربردهايي نظير مواد ورقه اي در داخل مخازن، بعنوان عايق كاري در ستون‌ها گسترش داده است. در اين ماده نيز از جوش حرارتي مي توان استفاده كرد. پلي اتيلن با وزن مولكولي بسيار بالا (UHMWPE)يك پلي اتيلن خطي با محدوده وزن مولكولي متوسط 106×3 تا 106×5 است. زنجيرهاي خطي طولاني، مقاومت ضربه بالا، مقاومت در برابر سايش، سختي، مقاومت در برابر شكست فشاري را، علاوه بر خواص عمومي PE نظير خنثي بودن در مقابل مواد شيميايي و ضريب اصطكاك پايين ايجاد مي‌كنند. بنابراين، اين ترموپلاستيك براي كاربردهايي كه نياز به مقاومت در برابر سايش دارند، نظير اجزاي استفاده شده در ماشين آلات بكار مي رود. در حالت كلي، پلي‌اتيلن‌ها در مقابل تابش اشعه UV، مخصوصاً تابش نور خورشيد بسيار حساس هستند. با وجود اين، مي‌توان از حساسيت آن با افزايش تثبيت‌كننده‌هاي مخصوص جلوگيري كرد. پلي پروپيلن (PP)با متيل جانشين شده بر روي اتيلن (پروپيلن) بعنوان منومر، خواص مكانيكي بطور قابل ملاحظه اي در مقايسه با پلي اتيلن بهبود مي يابد، در حقيقت اين پليمر داراي دانسيته پايين (kg.m3 915-900)، سخت تر و محكم تر بوده و داراي استحكام بيشتري نسبت به انواع ديگر است. علاوه بر اين نسبت به PE در دماهاي بالاتري مورد استفاده قرار مي‌گيرد. مقاومت شيميايي آن بيشتر بوده و تنها توسط اكسيد كننده هاي قوي مورد حمله قرار مي گيرد. اگر در انتخاب رزين مناسب دقت نشود، شكست فشاري PP مي‌تواند مشكل ساز باشد.خواص مكانيكي بهتر اين ماده استفاده از آن را در اشكال بزرگتر، به شكل مواد ورقه اي داخل مخازن، بعنوان پوشش گسترش داده است. ضريب انبساط حرارتي براي PP از HDPE كمتر است. دو كاربرد مهم PP ساخت قسمت هاي قالب تزريقي و رشته‌ها و فيبرها است. پلي بوتيلن (PB)از پلي ايزوبوتيلن حاصل از تقطير روغن خام تهيه شده است. منومر آن اتيلن با دو گروه متيل جايگزين شده با دو اتم هيدروژن است. پلي‌وينيل كلرايد (PVC)اولين ترموپلاستيك استفاده شده در مقادير بالا در كاربردهاي صنعتي است. اين پليمر با واكنش گاز استيلن با اسيد‌هيدروكلريك در حضور كاتاليزور مناسب تهيه مي شود. استفاده از PVC به دليل سادگي ساخت، در طول سالها افزايش يافته است. اين پليمر داراي كاربري آسان است.در مقابل اسيدها و بازهاي معدني قوي مقام بوده و در نتيجه بيش از 40 سال بطور گسترده به عنوان لوله كشي آب سرد و مواد شيميايي استفاده مي شده است. گرچه، در طراحي ساختار لوله، ضريب انبساط حرارتي خطي و ضريب الاستيك ناچيز اين ماده بايد در نظر گرفته شود. پلي وينيل كلرايد كلرينه شده (CPVC)پلي وينيل كلرايد مي تواند با كلرينه شدن جهت توليد يك پلاستيك وينيل كلرايد با مقاومت خوردگي اصلاح شده و مقاومت در دماهاي 20 تا 30 درجه بالاتر تغير كند. بنابراين، CPVC كه داراي همان محدوده مقاومت شيميايي PVC است، مي تواند به عنوان لوله، اتصالات، كانال ها، تانكها و پمپها در تماس با مايعات خورنده و آب داغ استفاده مي‌شود. براي مثال، مي‌توان تعيين كرد كه مقاومت شيميايي اين ماده در مقايسه با PVC در محيطهاي حاوي wt%20 استيك اسيد، wt%50-40 كروميك اسيد wt%70-60 نيتريك اسيد در oC300 و wt%80 سولفوريك اسيد، هگزان در oC50 و wt%80 سديم هيدروكسيد تا دماي 80 درجه سانتيگراد، بيشتر است. پلي وينيل استات (PVA)از منومري كه در آن يك گروه استات با يك اتم هيدروژن در منومر اتيلن جايگزين شده، تهيه مي شود. اين پليمر به عنوان پليمرهاي ساختاري استفاده نمي شود، زيرا يك ترموپلاستيك نسبتاً نرم است و از اين جهت تنها براي پوشش ها و چسب ها بكار مي رود. پلي استايرن (PS)از منومر استايرن C6H5CH=CH2 (فنيل بنزن) تشكيل شده است. پلي استايرن يك آمورف و ترموپلاستيك ناهمسان است. حلقه آروماتيك به سختي پلاستيك كمك مي كند و از جابجايي زنجير كه پلاستيك را ترد و شكننده مي كند، جلوگيري مي‌كند. اين پليمر براي كاربردهايي كه مستلزم تماس با مواد شيميايي خورنده هستند، توصيه نمي شود، زيرا مقاومت شيميايي آن در مقايسه با ديگر ترموپلاستيك هاي موجود ناچيز بوده و در محيط هاي خاص شكست فشاري خواهند داشت. پلي استايرن در مقابل تابش اشعه UV (مانند تابش نور خورشيد ) حساس بوده و به رنگ مايل به زرد تبديل مي‌شود و مقاومت حرارتي آن نيز تنها 0C 650 است. اين ماده به عنوان پوشش تجهيزات و در بسياري كاربردهاي الكتريكي استفاده مي شود. اتصالات لوله كشي از اين پلاستيك تهيه شده، و بسياري ظروف هستند كه از پلي‌استايرن اصلاح شده، ساخته مي شوند. نحوه اتصال اين قطعات توسط جوشكاري با استفاده از حلال است، اما استفاده از آنها به آب و محلولهايي كه حاوي مواد آلي و معدني نباشند، محدود مي شود. پلي استايرن سومين ترموپلاستيك پرمصرف پس از PE و PP با بازار 20% است. پلي متيل پنتن (PMP)يك دستگاه پلاستيك با شفافيت و خواص الكتريكي خوب است كه مي تواند تا دماي 0C150 نيز مورد استفاده قرار گيرد. آكريلونيتريل بوتادين استايرن (ABS)يك سه بسپار با منومر بوتادين است، منومر دوم، آكريلونيتريل، از مولكول اتيلن كه اتم هيدروژن آن با يك گروه نيتريل (CN) جايگزين شده تشكيل شده. منومر سوم از يك مولكول اتيلن با گروه فنيل جايگزين شده با اتم هيدروژن (استايرن) تشكيل شده است.خواص اين پليمر با تغيير نسبت آكريلونيتريل در دو جزء ديگر آن، بطور قابل ملاحظه‌اي متغير است. اين مشتق از رزين هاي استايرن داراي جايگاه مهمي است. در حقيقت، استحكام، سختي، ثبات بعدي و ديگر خواص مكانيكي آنها، با تغيير اين نسبتها قابل اصلاح است. گرچه، اين مواد داراي مقاومت حرارتي پايين OC90 استحكام نسبتاً كم، و مقاومت شيميايي محدود هستند، قيمت پايين، اتصال راحت و راحتي ساخت، اين مواد را براي لوله‌هاي توزيع گاز، آب، فاضلاب و خطوط تخليه، قسمتهاي اتومبيل و خدمات بسيار از تلفن تا قسمتهاي مختلف اتومبيل بسيار مورد توجه كرده است. مقاومت اين ماده توسط مقدار كمي از تركيبات آلي تهديد مي شود، و به آساني توسط عوامل اكسيد كننده و اسيدهاي معدني قوي مورد حمله قرار مي‌گيرد. علاوه بر اين، ممكن است گراكينگ فشاري در حضور بعضي مواد آلي در آنها رخ دهد. پلي تترافلورواتيلن (PTFE)از منومر مولكول اتيلن كاملاً فلورينه شده به دست مي آيد كه تحت نام تجاري تفلون 4 شناخته شده است. نظر به ذوب بالا (0C327) داراي پايداري دمايي بسيار بالا با مقاومت حرارتي تا 0C280 است، و از نظر شيميايي يكي از خنثي ترين مواد شناخته شده پس از شيشه، فلزات دير گداز نظير تانتالم1 و فلزات گروه پلاتينيم نظير ايريديم 2 يا پلاتينيم 3 براي استفاده در مواد خورنده حتي در دماي بالا است. يكي از مشكلات عمده اين پليمر خستگي ناشي از سيكل هاي حرارتي به واسطه تكرار انبساط و انقباض در يك دوره زماني در دماهاي بالاتر از مرز بيان شده است. با توجه به تخلخل آنها، يكي از دلايل زوال فلوروكربن‌ها جذب مواد شيميايي و به دنبال آن واكنش با اجزاي ديگر در ترموپلاستيك است. هنگامي كه اين پديده اتفاق مي افتد، منجر به دفرمه شدن سطح، نظير حبابي شدن مي شود. اين مواد داراي محدوده دمايي معيني هستند و از افزايش دما بايد اجتناب شود.پلي تري فلورو كلرو اتيلن (PTCE)اين كلرو فلورو پليمر داراي پايداري حرارتي تا 0C175 بوده و مقاومت شيميايي كمتري نسبت به PTFE كاملاً فلورينه شده دارد. اين پليمرتحت نام تجاري Kel-F شناخته شده است. بطور كلي، خواص كاري اين پلاستيك نسبتاً خوب است، بطوري كه مي تواند به وسيله قالبگيري تزريقي شكل گرفته و نتيجتاً بعنوان پوشش و همچنين براي پوشش‌هاي پيش ساخته براي بسياري كاربردهاي شيميايي استفاده شود. پلي وينيليدن فلورايد (PVDF)اين ماده داراي مقاومت حرارتي كم تر 0C15 و پايداري شيميايي پايين تري نسبت به ديگر فلوروكربن‌ها است. اين پليمر داراي كاربردهاي بسياري در صنايع فرآيند‌هاي شيميايي و ساخت پمپ ها، شيرها، لوله، مخازن كوچك و ديگر تجهيزات است. اين مواد به عنوان پوشش و آستر نيز بكار مي روند. 000 ب- پلي آميدها (PA)ترموپلاستيك هاي پلي آميد از طريق چگالش واكنش كربوكسيل اسيد (RCOOH) و يك آمين (RNH2) با حذف آب تهيه مي شود. اين رزين ها تحت نام تجاري نايلون، يكي از اولين محصولات رزيني استفاده شده بعنوان مواد مهندسي شناخته شده است. خواص مكانيكي بسيار خوب بهمراه راحتي ساخت، رشد متداوم آنها را براي كاربردهاي مكانيكي حتمي مي‌كند. استحكام بالا، سختي، مقاومت در برابر سايش و مدول يانگ بالا خواص بسيار با ارزش نايلون ها بوده و موارد استعمال آن‌ را در كاربردهاي مهم در تجهيزات عملياتي مختلف نظير چرخ دنده ها، اتصالات الكتريكي، شيرها، نگهدارنده ها، لوله گذاري و پوشش سيم‌ها توجيه مي‌كند. مقاومت حرارتي نايلون مي‌تواند متغير باشد، اما در محدوده دمايي 0C100، بايد در نظر گرفته شود. اين پليمر به عنوان يك ترموپلاستيك، به استثناي مقاومت ناچيز آن در تماس با اسيدهاي معدني قوي داراي مقاومت شيميايي خوبي است. نظر به گوناگوني مشتقات يا كوپليمرهاي آغازگر، انواع تجاري متنوعي از رزين هاي نايلون، با خواص متفاوت موجود است. انواع اصلي آن، نايلون و نايلون 66 است كه داراي استحكام بالايي هستند. اخيراً ، انواع تجاري جديدي از نايلون عرضه شده كه بر انواع سابق از نظر غلبه بر محدوديت‌هاي موجود، برتري دارد. اين مواد شامل پلي آميدهايي است كه داراي يك گروه آروماتيك در منومر آنها بوده، و به همين دليل آراميد رزين (آرومانتيك آميدها) كه تحت نام تجاري Kelvar و Nomex شناخته شده، ناميده مي شود. ج ) پلي استاليزپلي استالزها تحت نام تجاري Delrin و عموماً با پليمر اوليه فرمالدئيد است. ثبات بعدي عالي و استحكام رزين استال، استفاده از آنها در چرخ دنده ها، پره‌هاي پمپ، انواع اتصالات رزوه اي نظير درپوش‌ها و قسمتهاي مكانيكي را امكان پذير مي‌كند. اين مواد مختلف آلي و معدني در محدوده وسيعي است. همانند بسياري پليمرهاي ديگر اين پليمر فرمالدئيد در مقابل اسيدهاي قوي، بازهاي قوي يا مواد اكسيد كننده مقاوم نخواهد بود. د ) سلولزهامهمترين مشتقات سلولزي در پليمرها، ترموپلاستيك هاي استات، بوتيرات و پروپيونات هستند. اين پليمرها در موارد مهم استفاده نمي شوند اما در قطعات كوچك نظير پلاك هاي شناسايي، پوشش هاي تجهيزات الكتريكي و ديگر كاربردهايي كه نياز به يك پلاستيك شفاف با خواص مقاومت ضربه بالا دارند، استفاده مي شود. خواص فرسايشي اين مواد، مخصوصاً در مورد پروپيونات خوب است، اما مقاومت مكانيكي آنها در مقايسه با ديگر ترموپلاستيك ها قابل رقابت نيست. آب و محلولهاي نمكي اثري بر اين مواد ندارند، اما مقادير ناچيز از اسيد، قليا يا ديگر حلال ها بر روي آن اثر نامطلوبي دارد. بالاترين دماي مفيد 0C60 است. ه – پلي‌كربناتها (PC)پلي كربناتها توسط واكنش پلي فنل با دي كلرومتان و فسژن تهيه مي شود. منومر اوليه اين ماده OC6H4C(CH3)2C6 H4COO است. پلي كربنات يك ترموپلاستيك خطي، با خاصيت كريستاليزاسيون پايين، شفاف و با جرم مولكولي بالا بوده وعموماً تحت نام تجاري Lexan شناخته مي‌شود. اين پليمر داراي مقاومت شيميايي بالا در گريس كاري و روغن كاري بوده ولي داراي مقاومت پايين در برابر حلالهاي آلي است. مقاومت فوق العاده بالاي اين ترموپلاستيك (30 برابر شيشه ضربه گير) به همراه مقاومت الكتريكي بالا راحتي ساخت، مقاومت در برابر آتش، و عبور نور بالا (90%) استفاده از اين پليمر را در بسياري كاربردهاي صنعتي توسعه داده است. وقتي يك پوشش ترانسپارنت، با دوام و بسيار ضربه گير مورد نياز باشد، پلي كربنات انتخابي مناسبي است. مقاومت فوق العاده بالاي اين ترموپلاستيك (30 برابر شيشه ضربه گير) بهمراه مقاومت الكتريكي بالا، راحتي ساخت، مقاومت در برابر آتش ، وعبور نور بالا (90%) استفاده از اين پليمر را در بسياري كاربردهاي صنعتي توسعه داده است.وقتي يك پوشش ترانسپارنت با دوام و بسيار ضربه گير مورد نياز باشد، پلي كربنات انتخاب مناسبي است. در مجموع ، جهت ساخت قطعات بسيار كوچك ماشين آلات – مخصوصاً ماشين آلاتي كه داراي تجهيزات قالبگيري پيچيده هستند، پره هاي پمپ ها، كلاه هاي ايمني و ديگر كاربردهايي كه نياز به وزن سبك و مقاومت ضربه گيري بالا دارد، استفاده از ترموپلاستيك‌هاي پلي كربنات رضايت بخش است. اين مواد مي‌توانند در دماهاي بين 0C170 تا 0C121 مورد استفاده قرار گيرند. + نوشته شده توسط علیزاده در چهارشنبه 1387/11/16 و ساعت | GetBC(29); نظر بدهید امکان استفاده از مولکول فلورن (C60) به‌عنوان سوئيچ‌هاي مولکولي القايي و ترانزيستورهاي تک‌مولکولي امکان استفاده از مولکول فلورن (C60) به‌عنوان سوئيچ‌هاي مولکولي القايي و ترانزيستورهاي تک‌مولکولي دانشيار فيزيک ماده چگال دانشگاه پيام نور تهران در پژوهشي، ترابرد الکتريکي و مشخصه جريان – ولتاژ يک تک‌ مولکول C60 متصل به الکترودهاي فلزي و اثر اتصالات مختلف الکترود با اين مولکول را بررسي كرد. به گزارش سرويس پژوهشي خبرگزاري دانشجويان ايران(ايسنا)، دکتر عليرضا صفارزاده با بيان اين كه مولكول فولرين(C60) از مولکول‌هايي است که به عنوان عنصر اصلي سازنده قطعات الکترونيکي نقش مهمي در کوچک‌سازي دستگاه‌ها و بالا بردن حجم انباشت اطلاعات دارد، اظهار كرد: در مولکول فولرين به دليل داشتن هندسه خاص، نحوه اتصال الکترودها با آن براي عبور جريان، به مقدارقابل توجهي به جهت‌گيري مولکول وابسته است. به عبارت ديگر، الکترودها مي‌توانند از طريق پيوند با يک اتم، پنج اتم، يا شش اتم کربن با مولکول جفت‌شده و جريان را هدايت كنند. تأثير اين جهت‌گيري‌هاي مختلف که باعث اين تنوع پيوند مولکول-الکترود مي‌شود قادر است مشخصه جريان-ولتاژ دستگاه را بطور چشمگيري تغيير داده که جزئيات آن به تفصيل مورد بررسي قرار گرفته است. وي افزود: اين مولکول، به دليل ساختار قفسي شکل خود، باعث مي‌شود که جريان عبوري از آن، جريان حلقه‌اي بزرگي را ايجاد كند که بسيار بزرگتر از جريان چشمه-چاهک است. اين ويژگي ناشي از تقارن بالاي مولکول است که خود منجر به تبهگني ترازهاي مولکولي مي‌شود. دكتر صفارزاده خاطرنشان كرد: يکي ديگر از مشخصه‌هاي اين مولکول داشتن پيوندهاي يگانه و دوگانه کربن-کربن با طول‌هاي متفاوت است. تاکنون تصور مي‌شد که اين اختلاف در طول پيوند، تأثير قابل ملاحظه‌اي بر جريان‌هاي عبوري از آن ايجاد نمي‌کند، اما در تحقيق به عمل آمده نشان داده‌ايم که وارد كردن اين اختلاف باعث شکستن تبهگني يکي از ترازهاي مولکولي شده که به تغيير عمده‌اي در رفتار الکتريکي مولکول منجر مي‌شود. دانشيار فيزيک دانشگاه پيام نور تهران افزود: اين تحقيق که مبتني بر فرمول‌بندي تابع گرين غير تعادلي و نظريه لانداور است، به وضوح نشان مي‌دهد که از مولکول C60 مي‌توان به عنوان سوئيچ‌هاي مولکولي القايي و همچنين ترانزيستورهاي تک مولکولي استفاده كرد. بنابر اعلام ستاد ويژه توسعه فن‌آوري نانو، جزئيات اين پژوهش در مجله Applied Physics (جلد 103 در سال 2008) منتشر شده است.منبع: ايسنا + نوشته شده توسط علیزاده در چهارشنبه 1387/11/16 و ساعت | GetBC(28); نظر بدهید Material Safety Data Sheet CHLOROFORM تری کلرو متان متان تری کلرید کلرورفرمیل فرمول شیمیایی: CH3Cl3 جرم ملکولی:4/119 CAS # 67-66-3 RTECS # FS9100000 ICSC # 0027 UN # 1888 EC # 602-006-00-4 نوع خطر / مواجهه پیشگیری خطرات حاد/علائم کمک های اولیه/اطفا حریق آتش: غیر قابل احتراق (نکات قابل توجه را ببینید) در صورت بروز آتش سوزی گازهای سمی آزاد می نماید. در صورت بروزآتش سوزی در محیط اطراف استفاده از تمام عوامل خاموش کنندگی مجاز است. انفجار : در صورت بروز آتش سوزی ،ریسک انفجار دارد. (قسمت خطرات شیمیایی را مشاهده نمایید.) در صورت بروزآتش سوزی بشکه ها و غیره را با اسپری کردن آب خنک کنید. مواجهه: بهداشت را رعایت کنید . از تماس افراد خردسال و کهنسال با این ماده اجتناب شود. استنشاق: تهویه عمومی تهویه موضعی یا وسیله حفاظت تنفسی سرفه،خواب آلودگی،سردرد،تهوع هوای تازه استراحت در صورت لزوم دادن تنفس مصنوعی ارجاع برای مراقبت های پزشکی پوست: دستکش حفاظتی، لباس حفاظتی ممکن است جذب شود قرمزی ،درد لباس های آلوده شده را از بدن یرون بیاورید. پوست را با آب فراوان خیس کرده یا زیر دوش آب بگیرید. ارجاع برای مراقبت های پزشکی چشم ها: حفاظت صورت یا حفاظت توام چشم و دستگاه تنفس قرمزی ،درد ابتدا چند دقیقه (حد اقل 15 دقیقه)چشم ها را با آب بشویید. لنز های تماسی را اگر به سادگی امکان پذیر است بیرون بیاورید. فرد را نزد پزشک ببرید. گوارشی: دل درد،استفراغ (برای اطلاعات بسشتر بخش استنشاق را ملاحظه فرمایید.) دهان را باآب بشویید. مقدا ر زیادی آب به فرد بدهید تا بنوشد. فرد استراحت نماید. ارجاع برای مراقبت های پزشکی بسته بندی و بر چسب زدن انبار کردن(ذخیره کردن) دفع ضایعات در بسته بندی غیر قابل شکستن نگهداری کنید یا بسته بندی قابل شکستن را در بسته بندی غیر قابل شکستن نگهداری کنید. با غذا و علوفه حیوانی جابجا نشود. Xn symbol R:22-38-40-48/20/22 S:36/37 UN Hazard Class:6.1 UN packing group :ІІІ آلوده کننده دریایی از اکسید کننده های قوی، بازها ی قوی ،فلزات ،استن غذا و علوفه حیوانی جدا نگهدری شود. در مکان تاریک، با تهویه در سطح زمین نگهداری شود. ناحیه خطر را تخلیه کنید. با یک کار شناس مشورت نمایید. تا حد امکان مایع نشت شده یا ریخته شده را در ظروف بدون منفذی جمع آوری کنید. مایع باقی مانده را در شن یا جاذب بی خطری جمع آوری کرده و به مکان ایمن منتقل نمایید. نگذارید این ماده شیمیایی وارد محیط زیست شود. وسایل حفاظت فردی وﯿﮋه:وسایل حفاظت تنفسی) حالت فیزیکی و وضعیت ظاهری: مایع فرار، بی رنگ با بوی مشخص خطرات فیزیکی: این بخار از هوا سنگین تر است. در تماس با سطوح داغ یا شعله تجزیه شده تشکیل گازهای سمی و محرک می نماید. خطرات شیمیایی: این ماده به آرامی با بعضی فلزات(از قبیل آلومینیوم، لیتیم، منیزیم، سدیم و پتاسیم)و استون ورد واکنش شده باعث خطرآتش سوزی و انفجار می شود. به پلاستیک ها و لاستیک ها و روکش هاآسیب وارد می کند. (Hydrogen chloride٬ ICSC # 063-Phosgene٬ISCS # 0007-Chlorine٬ICSC # 0126) حدود مجاز شغلی: TLV (as TWA):10 ppm ; 50 mg/m³(ACGIH 1992-1993). MAK:10 ppm ;50 mg/m³;ІІ، 1، b (1992) MAK: class ІІІ B راههای مواجهه: این ماده می تواند از طریق استنشاق یا عبور از راه پوست و یا از طریق خوراکی وارد و جذب بدن شود. خطرات استنشاق: در اثر تبخیر این ماده در دمای 21 درجه سانتی گراد غلظت هوا به سرعت به حد زیان آور خواهد رسید. اثرات مواجهه کوتاه مدت: این ماده چشم را تحریک می کند ممکن است تاثیراتی روی قلب ،کبد ،کلیه ها و سیستم اعصاب مرکزی گذاشته منجر به بیهوشی شود. این تاثیرات ممکن است با تاخیر ظاهر شوند. انجام مشاهدات پزشکی ضروری است. اثرات مواجهه طولانی مدت یا مکرر: تماس مکرر و طولانی مدت با پوست سبب درماتیت(التهاب) پوست می شود. این ماده ممکن است برای انسان ها سرطانزا باشد. اطلاعات مهم اطلاعات زیست محیطی: این ماده مکن است برای محیط زیست خطرناک باشد. باید به آب توجهی وﯿﮋه داشت. خواص فیزیکی: نقطه جوش:62 درجه سانتی گراد نقطه ذوب:62 درجه سانتی گراد چگالی نسبی(اب=1):48/1 چگالی نسبی(هوا=1):12/4 چگالی نسبی مخلوط بخار/هوادر20 درجه سانتی گراد (هوا=1):7/1 حلالیت در اب در20 درجه سانتی گراد :. 0.8گرم در 100 میلی لیتر فشار بخاردر20 درجه سانتی گراد: 2/21کیلو پاسکال نکات قابل توجه در صورت افزایش مقادیری از مواد قابل اشتعال یا افزایش در میزان اکسیژن هوا قابل احتراق می گردد. استفاده از مشروبات الکلی تاثیرات مضر را تقویت می کند. بسته به میزان تماسآزمایشات دوره ای ضروری می باشد. میزان هشدار دهندگی بو زمانیکه از حد تماس تاوز کرد ناکافی می باشد. در مجاورت آب یا سطوح داغ یا در طی انجام جوشکاری استفاده نشود. Transport Emergency Card :TEC(R)-146 NFPA Code:H2;F0;R0 + نوشته شده توسط عطاالهی در چهارشنبه 1387/11/09 و ساعت | GetBC(27); یک نظر اسانس ها اسانس ها اسانس ها به طور کلی ترکیبهای معطری هستند که در اندامهای مختلف گیاهان یافت میشود .به علت تبخیر در مجاورت هوا در حرارت عادی , آنها را روغنهای فرار یا اتری یا اسانس های روغنی می نامند. اسانسها به طور کلی بیرنگ هستند بخصوص هنگامی که تازه تهیه شده باشند ولی در اثر مرور زمان به علت اکسیداسیون و رزینی شدن رنگ آنها تیره میشود .برای جلوگیری از این تغییرات باید اسانس ها را در مکان خنک ، خشک ، ظرفهای سربسته و پر ، از جنس شیشه نگهداری کرد . اسانس ها در الکل محلول و به میزان کمی در آب حل می شوند، ساختمان شیمیایی آنها مخلوطی از استرها ، آلدهیدها ، الکل ها ، ستن ها ، ترپن ها می باشد. به طورت خوراکی اسانس ها به عنوان دسته موادی که اثر تحریک کننده ملایمی روی مخاط دهان و جهاز هاضمه دارند مصرف میشوند به طوری که ایجاد گرما ، همچنین زیاد شدن بزاق میکنند ، دفع آنها از ریه ها و پوست و کلیه می باشد مصرف بعد از غذای آنها بعنوان ضد نفخ و برای برطرف کردن ناراحتیهای معده و نفخ روده ای و همچنین برای جلوگیری از عوارضی که در اثر خوردن مسهل بوجود می آید مفید می باشد . همچنین بعنوان بخور برای ناراحتیهای دستگاه تنفسی استفاده میشود .اسانس ها در تماس با پوست ایجاد تحریک و قرمزی می نمایند.به طوری که ابتدا یک احساس اگزما و سوزش دست میدهد که با بیحسی خفیف موضعی همراه است . به این دلیل بعنوان محرک جلدی در التهابات مزمن و آرام کردن دردهای عصبی و رماتیسمی بکار برده میشود باید دانست که ایجاد حساسیت وجود دارد . بنابراین برای جلوگیری از ایجاد تاول باید احتیاط کامل بعمل آید . اسانسهای روغنی بعنوان طعم دهنده داروها و غذاها مورد استفاده قرار میگیرند. اسانسها ممکن است مستقیما توسط پرتوپلاسم به وسیله تجزیه مواد رزینی غشا سلول یا از هیدرولیز بعضی از گلیکوزیدها حاصل شوند .در گیاهان تیره کاج اسانس ها ممکن است در تمام سلولها وجود داشته باشند .در گل سرخ اسانس ها به مقدار قابل ملاحظه ای در گلبرگها وجود دارند. اسانسهاممکن است دارای خاصیت دورکنندگی حشرات باشند که بدین وسیله از خراب شدن گلها وبرگها جلوگیری میکنند و یا ممکن است که بعنوان جلب کننده حشرات برای عمل گرده افشانی باشند. اگر چه ترکیب شیمیایی اسانسها ممکن است متفاوت باشند اما در بعضی خواص فیزیکی مشترک می باشند ، اسانسها دارای بوی مشخص و ضریب شکست قوی بوده و اغلب بر روی نور پلاریزه موثر می باشند، بسته به قدرتی که در چرخاندن نور پلاریزه دارند میتوان آنها را شناسایی کرد. + نوشته شده توسط علیزاده در دوشنبه 1387/10/30 و ساعت | GetBC(26); نظر بدهید منوی اصلی صفحه نخستپست الکترونیکآرشیو مطالبعناوین مطالب وبلاگ پیوندهای روزانه کنفرانس کمومتریکس 2009(مجارستان)8th Iranian Biannual Seminar of Electrochemistry16th Iranian Seminar of Analytical Chemistryتمام پیوندها نویسندگان مدیرکیمیاaquachemistکارگردانashanchemist87علیزادهنصیریعطاالهی آرشیو 8/27/2009 - 9/12/20096/12/2009 - 6/21/20095/12/2009 - 5/21/20094/25/2009 - 5/11/20093/25/2009 - 4/10/20093/12/2009 - 3/20/20092/10/2009 - 2/18/20091/24/2009 - 2/9/20091/27/2009 - 2/2/20091/11/2009 - 1/19/200912/25/2008 - 1/10/200912/28/2008 - 1/3/200912/12/2008 - 12/20/200811/28/2008 - 12/4/200811/21/2008 - 11/27/200810/26/2008 - 11/11/200810/22/2008 - 10/28/2008 آرشیو موضوعی اخبارشیمی تجزیهشیمی معدنیشیمی آلیشیمی فیزیکشیمی پلیمرشیمی عمومی پیوندها Powered ByBLOGFA.COM
+ نوشته شده در  90/08/15ساعت 18  توسط tehran  | 

بیوشیمی علمی است که درباره ترکیبات و واکنشهای شیمیایی در موجودات زنده بحث می‌کند.

دید کلی

اساس شیمیایی بسیاری از واکنشها در موجودات زنده شناخته شده است. کشف ساختمان دو رشته‌ای دزاکسی ریبونوکلئیک اسید (DNA) ، جزئیات سنتز پروتئین از ژنها ، مشخص شدن ساختمان سه بعدی و مکانیسم فعالیت بسیاری از مولکولهای پروتئینی ، روشن شدن چرخه‌های مرکزی متابولیسم وابسته بهم و مکانیسمهای تبدیل انرژی و گسترش تکنولوژی Recombinant DNA (نوترکیبی DNA) از دستاوردهای برجسته بیوشیمی هستند. امروزه مشخص شده که الگو و اساس مولکولی باعث تنوع موجودات زنده شده است.

تمامی ارگانیسمها از باکتریها مانند اشرشیاکلی تا انسان ، از واحدهای ساختمانی یکسانی که به صورت ماکرومولکولها تجمع می‌یابند، تشکیل یافته‌اند. انتقال اطلاعات ژنتیکی از DNA به ریبونوکلئیک اسید (RNA) و پروتئین در تمامی ارگانیسمها به صورت یکسان صورت می‌گیرد. آدنوزین تری فسفات (ATP) ، فرم عمومی انرژی در سیستمهای بیولوژیکی ، از راههای مشابهی در تمامی جانداران تولید می‌شود.

تاثیر بیوشیمی در کلینیک

مکانیسمهای مولکولی بسیاری از بیماریها ، از قبیل بیماری کم خونی و اختلالات ارثی متابولیسم ، مشخص شده است. اندازه گیری فعالیت آنزیمها در تشخیص کلینیکی ضروری می‌باشد. برای مثال ، سطح بعضی از آنزیمها در سرم نشانگر این است که آیا بیمار اخیرا سکته قلبی کرده است یا نه؟بررسی DNAدر تشخیص ناهنجاریهای ژنتیکی ، بیماریهای عفونی و سرطانها نقش مهمی ایفا می کند. سوشهای باکتریایی حاوی DNA نوترکیب که توسط مهندسی ژنتیک ایجاد شده است، امکان تولید پروتئینهایی مانند انسولین و هورمون رشد را فراهم کرده است. به علاوه ، بیوشیمی اساس علایم داروهای جدید خواهد بود. در کشاورزی نیز از تکنولوژی DNA نوترکیب برای تغییرات ژنتیکی روی ارگانیسمها استفاده می‌شود.

گسترش سریع علم و تکنولوژی بیوشیمی در سالهای اخیر ، محققین را قادر ساخته که به بسیاری از سوالات و اشکالات اساسی در مورد بیولوژی و علم پزشکی جواب بدهند. چگونه یک تخم حاصل از لقاح گامتهای نر و ماده به سلولهای عضلانی ، مغز و کبد تبدیل می‌شود؟ به چه صورت سلولها با همدیگر به صورت یک اندام پیچیده درمی‌آیند؟ چگونه رشد سلولها کنترل می‌شود؟ علت سرطان چیست؟ مکانیسم حافظه کدام است؟ اساس مولکولی اسکیزوفرنی چیست؟

مدلهای مولکولی ساختمان سه بعدی

وقتی ارتباط سه بعدی بیومولکولها و نقش بیولوژیکی آنها را بررسی می‌کنیم، سه نوع مدل اتمی برای نشان دادن ساختمان سه بعدی مورد استفاده قرار می‌گیرد.


مدل فضا پرکن (Space _ Filling)

این نوع مدل ، خیلی واقع بینانه و مصطلح است. اندازه و موقعیت یک اتم در مدل فضا پرکن بوسیله خصوصیات باندها و شعاع پیوندهای واندروالسی مشخص می‌شود. رنگ مدلهای اتم طبق قرارداد مشخص می‌شود.

مدل گوی و میله (ball _ and _ Stick)

این مدل به اندازه مدل فضا پرکن ، دقیق و منطقی نیست. برای اینکه اتمها به صورت کروی نشان داده شده و شعاع آنها کوچکتر از شعاع واندروالسی است.

مدل اسکلتی (Skeletal)

ساده‌ترین مدل مورد استفاده است و تنها شبکه مولکولی را نشان می‌دهد و اتمها به وضوح نشان داده نمی‌شوند. این مدل ، برای نشان دادن ماکرومولکولهای بیولوژیکی از قبیل مولکولهای پروتئینی حاوی چندین هزار اتم مورد استفاده قرار می‌گیرد.

فضا

در نشان دادن ساختمان مولکولی ، بکار بردن مقیاس اهمیت زیادی دارد. واحد آنگستروم ()، بطور معمول برای اندازه‌گیری طول سطح اتمی مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای مثال ، طول باند C _ C ، مساوی 1،54 آنگستروم می‌باشد. بیومولکولهای کوچک ، از قبیل کربوهیدراتها و اسیدهای آمینه ، بطور تیپیک ، طولشان چند آنگستروم است. ماکرومولکولهای بیولوژیکی ، از قبیل پروتئینها ، 10 برابر بزرگتر هستند. برای مثال ، پروتئین حمل کننده اکسیژن در گلبولهای قرمز یا هموگلوبین ، دارای قطر 65 آنگستروم است. ماکرومولکولهای چند واحدی 10 برابر بزرگتر می‌باشند. ماشینهای سنتز کننده پروتئین در سلولها یا ریبوزومها ، دارای 300 آنگستروم طول هستند. طول اکثر ویروسها در محدوده 100 تا 1000 آنگستروم است. سلولها بطور طبیعی 100 برابر بزرگتر هستند و در حدود میکرومتر (μm) می‌باشند. برای مثال قطر گلبولهای قرمز حدود 7μm است. میکروسکوپ نوری حداقل تا 2000 آنگستروم قابل استفاده است. مثلا میتوکندری را می‌توان با این میکروسکوپ مشاهده کرد. اما اطلاعات در مورد ساختمانهای بیولوژیکی از مولکولهای 1 تا آنگستروم با استفاده از میکروسکوپ الکترونی X-ray بدست آمده است. مولکولهای حیات ثابت می‌باشند.

زمان لازم برای انجام واکنشهای بیوشیمیایی

راکسیونهای شیمیایی در سیستمهای بیولوژیکی به وسیله آنزیمها کاتالیز می‌شوند. آنزیمها سوبستراها را در مدت میلی ثانیه () به محصول تبدیل می‌کنند. سرعت بعضی از آنزیمها حتی سریعتر نیز می‌باشد، مثلا کوتاهتر از چند میکروثانیه (). بسیاری از تغییرات فضایی در ماکرومولکولهای بیولوژیکی به سرعت انجام می‌گیرد. برای مثال ، باز شدن دو رشته هلیکسی DNA از همدیگر که برای همانندسازی و رونویسی ضروری است، یک میکروثانیه طول می‌کشد. جابجایی یک واحد (Domain) از پروتئین با حفظ واحد دیگر ، تنها در چند نانوثانیه () اتفاق می‌افتد. بسیاری از پیوندهای غیر کووالان مابین گروههای مختلف ماکرومولکولی در عرض چند نانوثانیه تشکیل و شکسته می‌شوند. حتی واکنشهای خیلی سریع و غیر قابل اندازه گیری نیز وجود دارد. مشخص شده است که اولین واکنش در عمل دیدن ، تغییر در ساختمان ترکیبات جذب کننده فوتون به نام رودوپسین می‌باشد که در عرض اتفاق می‌افتد.

انرژی

ما بایستی تغییرات انرژی را به حوادث مولکولی ربط دهیم. منبع انرژی برای حیات ، خورشید است. برای مثال ، انرژی فوتون سبز ، حدود 57 کیلوکالری بر مول (Kcal/mol) بوده و ATP ، فرمول عمومی انرژی ، دارای انرژی قابل استفاده به اندازه 12 کیلوکالری بر مول می‌باشد. برعکس ، انرژی متوسط هر ارتعاش آزاد در یک مولکول ، خیلی کم و در حدود 0،6 کیلوکالری بر مول در 25 درجه سانتیگراد می‌باشد. این مقدار انرژی ، خیلی کمتر از آن است که برای تجزیه پیوندهای کووالانسی مورد نیاز است، (برای مثال 83Kcal/mol برای پیوند C _ C). بدین خاطر ، شبکه کووالانسی بیومولکولها در غیاب آنزیمها و انرژی پایدار می‌باشد. از طرف دیگر ، پیوندهای غیر کووالانسی در سیستمهای بیولوژیکی بطور تیپیک دارای چند کیلوکالری انرژی در هر مول می‌باشند. بنابراین انرژی حرارتی برای ساختن و شکستن آنها کافی است. یک واحد جایگزین در انرژی ، ژول می‌باشد که برابر 0،239 کالری است.

ارتباطات قابل بازگشت بیومولکولها

ارتباطات قابل برگشت بیومولکولها از سه نوع پیوند غیر کووالانسی تشکیل شده است. ارتباطات قابل برگشت مولکولی ، مرکز تحرک و جنبش موجود زنده است. نیروهای ضعیف و غیر کووالان نقش کلیدی در رونویسی DNA ، تشکیل ساختمان سه بعدی پروتئینها ، تشخیص اختصاصی سوبستراها بوسیله آنزیمها و کشف مولکولهای سیگنال ایفا می‌کنند. به علاوه ، اکثر مولکولهای بیولوژیکی و پروسه‌های درون مولکولی ، بستگی به پیوندهای غیر کووالانی همانند پیوندهای کووالانی دارند. سه پیوند اصلی غیر کووالان عبارت است از: پیوندهای الکترواستاتیک ، پیوندهای هیدروژنی و پیوندهای واندروالسی آنها از نظر ژئومتری ، قدرت و اختصاصی بودن با هم تفاوت دارند. علاوه از آن ، این پیوندها به مقدار زیادی از طرق مختلف در محلولها تحت تاثیر قرار می‌گیرند.
+ نوشته شده در  89/06/08ساعت 1  توسط tehran  | 

در امر فناوری نانو ابزار و تجهیزات نقش مهمی را ایفا می کنند چرا که بدون ابزار مسلما فعالیت در حوزه نانو امری غیرممکن است. در گذشته به علت ضعف فناوری و نیز نبودن وسایل اندازه گیری و آنالیز بسیاری از محققان حتی نمی دانستند که تحقیقی که انجام می دهند در حوزه فناوری نانو است. مثالی از این مورد را می توان در شیشه های رنگی کلیسا ها پیدا کرد که مربوط به چند صد سال قبل است و امروزه محققان با کمک ابزارهای بررسی و آنالیز به این امر پی برده اند که در ساخت این شیشه ها فناوری نانو بکار رفته است.
در این سری از مقالات سعی می شود تا تجهیزات و ابزارهای مورد استفاده در این فناوری برای محققان و علاقمندان به تحقیق در این حوزه معرفی شود. در این مقاله به معرفی میکروسکوپ پیمایشگر تونلی می‌پردازیم که جدیدا توسط آقای دکتر صابر در مرکز تحقیقات علوم و تکنولوژی در پزشکی ساخته و ارائه شده است.


شکل 1) نمایی از NAMA-STM ساخته شود توسط محقق ایرانی

میکروسکوپ پیمایشگر تونلی (Scanning Tunneling Microscopy) که به طور اختصار به آن STM گفته می شود برای بررسی و تصویربرداری از سطوح صلب و فلزی که الکتریسیته را عبور می دهند بکار می رود. این میکروسکوپ نتیجه تحقیقات Russell Young و همکارانش در فاصله 1965-1971 در مرکز تحقیقات ملی است.
در این میکروسکوپ از نوعی جریان الکتریسیته (جریان تونلی) استفاده می شود که علت نامگذاری آن است. زمانی که نوک میکروسکوپ در مجاورت سطح رسانا و در فاصله یک نانومتری آن حرکت می‌کند جریان برقرار می شود (شکل 2).


شکل 2) نوک قلم STM آنقدر تیز و باریک است که به راحتی در بین اتم ها بالا و پایین می رود

نوک قلم بر روی یک تیوب فیزوالکتریک قرار دارد. زمانی که ولتاژ به الکترودهای متصل به این تیوب داده می شود با اندک تنظیماتی می توان جریان ثابت تونلی ایجاد کرد و در هنگام اسکن، نوک را در فاصله ثابتی از نمونه سطح قرار داد. حرکت تیوب فیزوالکتریک ثبت می شود و به صورت یک تصویر به نمایش در می آید. با استفاده از میکروسکوپ پیمایشگر تونلی می توان اتمهای منفرد روی سطح نمونه را به صورت سه بعدی مشاهده کرد. از این تکنیک برای اجسامی مانند مواد رسانا و مولکول های DNA استفاده می شود (شکل3).




شکل 3) نمای شماتیک از نحوه کارکرد STM

مزیت این نوع تصویربرداری این است که نیاز نیست با کار در خلاء انجام شود (در اکثر موارد از خلاء برای جلوگیری از آلوده شده نمونه استفاده می شود) بلکه می توان از آن برای آنالیز اجسام در هوا یا مایعات نیز استفاده کرد. شکل 4 نمایی از سطح فلز مس را نشان می دهد که توسط M. F. Crommie, C. P. Lutz, and D. M. Eigler در مرکز تحقیقات IBM گرفته شده است. این محققان توانستند با وضعیت دهی به اتمها از نمونه تصویربرداری کردند.


شکل 4) تصویر گرفته شده از سطح نمونه مس در IBM

منابع:
1. کتاب فناوری نانو در علوم پزشکی و مهندسی
2. www.umsl.edu/~fraundorfp/stm97x.html
3. www.physnet.uni-hamburg.de/home/vms/pascal/stm.htm
4. http://nobelprize.org/educational_games/physics/microscopes/scanning/index.html


+ نوشته شده در  87/04/23ساعت 22  توسط tehran  | 

اساس عملکرد میکروسکوپ انتقال الکترونی (Transmission Electron Microscope) که به اختصار به آن TEM گویند مشابه میکروسکوپ های نوری است با این تفاوت که بجای پرتوی نور در آن از پرتوی الکترون استفاده می شود. آنچه که می توان با کمک میکروسکوپ نوری مشاهده کرده بسیار محدود است در حالی که با استفاده از الکترونها بجای نور، این محدودیت از بین می‌رود. وضوح تصویر در TEM هزار برابر بیشتر از یک میکروسکوپ نوری است.
با استفاده از TEM می توان جسمی به اندازه چند انگستروم (10 -10 متر) را مشاهده کرد. برای مثال می‌توانید اجزای موجود در یک سلول یا مواد مختلف در ابعادی نزدیک به اتم را مشاهده کنید. برای بزرگنمایی TEM ابزار مناسبی است که هم در تحقیقات پزشکی، بیولوژیکی و هم در تحقیقات مرتبط با مواد قابل استفاده است.
در واقع TEM نوعی پروژکتور نمایش اسلاید در مقیاس نانو است که در آن پرتویی از الکترون ها از تصویر عبور داده می شود. الکترون هایی که از جسم عبور می کنند به پرده فسفرسانس برخورد کرده سبب ایجاد تصویر از جسم بر روی پرده می شوند. قسمت های تاریک تر بیانگر این امر هستند که الکترون های کمتری از این قسمت جسم عبور کرده اند (این بخش از نمونه چگالی بیشتری دارد) و نواحی روشن تر مکانهایی هستند که الکترون از آنها عبور کرده است (بخش های کم چگال تر).
وضوح این میکروسکوپ 2/0 نانومتر است که در حد اتم است (بیشتر اتم ها ابعادی تقریبا برابر 2/0 نانومتر دارند). با این نوع میکروسکوپ حتی می توان نحوه قرار گرفتن اتمها در یک ماده را بررسی کرد.
استفاده از این میکروسکوپ گران و وقت گیر است چرا که نمونه باید در ابتدا به شیوه ای خاص آماده شود لذا تنها در مواردی خاص از میکروسکوپ انتقال الکترونی استفاده نمایند. از این میکروسکوپ جهت تحلیل و آنالیز ریخت شناسی، ساختار کریستالی (نحوه قرارگیری اتمها در شبکه کریستالی) و ترکیب نمونه ها استفاده می شود.

عملکرد میکروسکوپ:
با کمک یک منبع نور در بالای میکروسکوپ ، الکترون ها گسیل و منتشر می شوند. الکترون ها از تیوب خلاء میکروسکوپ عبور می کنند. در میکروسکوپ های نوری از عدسی های شیشه ای برای متمرکز کردن نور استفاده می شود در حالی که در TEM از عدسی های الکترومغناطیسی استفاده می شود تا الکترون های را جمع و متمرکز ساخته به صورت یک پرتوی باریک گسیل نماید. این پرتوی الکترونی از نمونه عبور داده می شود. بسته به چگالی مواد، الکترون ها ممکن است از بخش هایی از جسم بگذرند و به صفحه فلورسانس برخورد نمایند و تصویر سایه مانندی از نمونه ایجاد کنند که میزان تیرگی بخش های مختلف جسم به چگالی مواد در ان بخش ها وابسته است. هر چه جسم کم چگال تر باشد تصویر تیره تر خواهد بود. این تصویر می توان مستقیما توسط اوپراتور مطالعه شود و یا با کمک یک دوربین تصویر برداری شود.

آماده سازی نمونه:
همانطور که در بالا اشاره شد، آماده کردن نمونه نیز به دقت خاصی دارد که در ادامه به نحوه آماده سازی نمونه برای مطالعه آن با TEM اشاره می شود.
در TEM، نمونه ای که می خواهید بررسی کنید باید چگالی آن به حتی باشد که اجازه دهد تا الکترونها تا حدی از آن عبور کنند. راه های مختلفی برای تهیه این نوع نمونه وجود دارد. می توانید برش های بسیار نازک از نمونه مدنظر تهیه کنید و آن را در یک پلاستیک فیکس و ثابت نمایند یا اینکه آنرا منجمد کنید. روش دیگر تهیه نمونه ایزوله کردن نمونه و مطالعه محلولی از مولکول ها یا ویروس های مورد نظر با کمک TEM است.
همچنین می توان نمونه را با روش های مختلف رنگ کرد و با استفاده از مارکر گذاری آنرا مطالعه کرد. برای مثال، فلزات سنگین رنگ شده مانند اورانیوم و سرب الکترون های را به خوبی متفرق می کنند و کنتراست نمونه را در زیر میکروسکوپ بهبود می بخشند. در ادامه روش تهیه دو نمونه برای مطالعه آنها با TEM آورده شده است:
1. تهیه برش با کمک مواد در برگیرنده: مواد زیستی شامل مقادیر آب می باشند. به علت این برای استفاده از TEM باید کار در خلاء انجام شود لازم است تا آب به گونه ای تبخیر و یا جداسازی شود (با کمک الکل یا استون) و در نهایت نمونه فیکس و ثابت می شود. حال نمونه در پلاستیکی محصور می شود (به شکل یک بلوک پلاستیکی سخت) و سپس برشهای نازکی از آن به کمک چاقوی الماس مربوط به دستگاه اولترامیکروتوم (برای ایجاد برش های بسیار ظریف) تهیه می شود که تنها 50-100 نانومتر ضخامت دارند. برش های تهیه شده روی یک توری مسی قرار داده می شوند و با کمک فلزات سنگین رنگ می شوند. حال نمونه بافت آماده مطالعه با کمک پرتوی الکترونی TEM می باشد.

2. تهیه نمونه به روش رنگ کردن: در این روش از مواد ایزوله (که می توانند برای مطالعه باکتری ها و یا مولکول های ایزوله استفاده شوند) استفاده می شود به این طریق که ابتدا محلول محتوای باکتری روی توری ریخته و با پلاستیک پوشانده می شود. محلول نمکی یک فلز سنگین (مانند اورانیوم یا سرب) به آنها اضافه می شود. محلول نمکی فلز با مواد ترکیب نمی شود اما هاله ای را اطراف آن بر روی توری تشکیل می دهد. نمونه به صورت یک تصویر منفی در هنگامی که با کمک TEM مورد مطالعه قرار می گیرد نمایان می شود.

منابع:
1. کتاب فناوری نانو در علوم پزشکی و مهندسی
2. http://nobelprize.org
 

+ نوشته شده در  87/04/23ساعت 22  توسط tehran  | 

میکروسکوپ پیمایشگر الکترونی که به آن Scanning Elecron Microscope یا به اختصار SEM گویند یکی از ابزارهای مورد استفاده در فناوری نانو است که با کمک بمباران الکترونی تصاویر اجسامی به کوچکی 10 نانومتر را برای مطالعه تهیه می کند. ساخت SEM سبب شد تا محققان بتوانند نمونه های بزرگتر را به سادگی و با وضوح بیشتر مطالعه کنند. بمباران نمونه سبب می شود تا از نمونه الکترونهایی به سمت صفحه دارای بار مثبت رها شود که این الکترون ها در آنجا تبدیل به سیگنال می شوند. حرکت پرتو بر روی نمونه مجموعه ای از سیگنال ها را فراهم می کند که بر این اساس میکروسکوپ می تواند تصویری از سطح نمونه را بر صفحه کامپیوتر نمایش دهد. SEM اطلاعات زیر را در خصوص نمونه در اختیار میگذارد:
- توپوگرافی نمونه: خصوصیات سطوح
- مورفولوژی: شکل ، اندازه و نحوه قرارگیری ذرات در سطح جسم
- ترکیب: اجزایی که نمونه را می سازند

چگونه SEM کار می کند؟
SEM وسیله ای است که به کمک آن می توان تصویر بزرگتر از نمونه را با کمک الکترون های (به جای نور) خلق کرد. پرتویی از الکترون ها با کمک تفنگ الکترونی میکروسکوپ تولید می شود.

پرتوی الکترونی در خلاء به صورت عمودی از میکروسکوپ عبور می کند. سپس با عبور از میدان های الکترومغناطیسی و لنزهای ویژه به صورت متمرکز به نمونه تابانده می شوند. به محض برخورد پرتو با نمونه، الکترون ها و اشعه های ایکش از نمونه خارج می شوند.

سپس آشکارسازها پرتوهای ایکس، الکترونهای اولیه و الکترونهای ناشی از برخورد الکترونهای اولیه با جسم را جمع آوری می کنند و آنها را به سیگنال مبدل کرده به صفحه نمایش (مانند صفحه تلویزیون) منتقل می کنند و به این طریق تصویر نهایی تهیه می شود.

آماده سازی نمونه
قبل از هر کار باید آب از نمونه جدا شود چرا که آب در خلاء تبخیر می شود. تمامی فلزات رسانا هستند لذا نیازی به آماده سازی آنها برای تهیه تصویر با SEM نیست. موادی که جزء دسته فلزات نیستند باید به وسیله یک لایه نازک رسانا پوشانده شوند. این کار به کمک ابزاری به نام پوشش دهنده انجام می شود که برای این کار از میدان الکتریکی و گاز آرگون استفاده می شود. برای این کار نمونه در یک محفظه ای که خلاء قرار داده می شود و گاز آرگون و میدان مغناطیسی سبب می شوند که الکترون از آرگون جدا شده و سبب شوند تا اتمها بار مثبت داشته باشند. یونهای آرگون توسط فویل طلای دارای بار منفی جذب میشوند. یونهای آرگون به اتمهای طلا ی سطح فویل طلا برخورد می کنند. این اتمهای طلا روی سطح نمونه قرار می گیرند و سبب ایجاد یک پوشش رسانا از طلا بر سطح نمونه می شوند.

منابع:
1. کتاب فناوری نانو در علوم پزشکی و مهندسی
2. Encyclopedia.Com
3. Iowa State SEM Homepage
4. Lawrence Livermore Radiation Safety Regulation, App. B, Summary of Radiation Generating Devices, Radiation Safety Requirements
5. Virginia
Tech Radiation Safety Pages

+ نوشته شده در  87/04/23ساعت 22  توسط tehran  | 

کاربردهای نانو در حوزه علوم دامی

استفاده از نانوذرات نقره (نانوسیلورها) در افزایش بهداشت دام و جایگاههای پرورش دام و طیور
نانوذرات نقره به عنوان ضدعفونی کننده قوی ( ضد یاکتری و ضد میکروب ) مطرح بوده و با توجه به پايداری آنها و عدم مصرف این ذرات (عدم نیاز به تهیه مجدد) استفاده از آنها در ضدعفونی کردن جایگاههای نگهداری دام و طیور کاربرد گسترده ای یافته است.

استفاده از نانوفیلترها به منظور فرآوری محصولات لبنی
در فرآوری محصولات لبنی، استفاده از فیلترها بسیار مرسوم است. نانوفیلترها، امکان عبور انتخابی ذرات خاص را فراهم آورده و از این رو فرآوری مورد نظر را ممکن می سازند.

استفاده از نانوکپسولها بعنوان پوششی برای آنزیمهای خوراکی و داروهای دامی
با توجه به کاربرد برخی آنزیمها و پروتئین های خاص در جیره های دام و طیور که بمنظور افزایش عملکرد و تاثیر در بافتی مشخص استفاده می شوند و معمولا در دستگاه گوارش بخوبی جذب نمی شوند، لذا استفاده از نانوکپسولها برای پوشش دار کردن و محافظت از آنها تا رسیدن به بافت هدف، موثر خواهد بود.

استفاده از نانوحسگرها در بخشهای مختلف سیستمهای پرورش دام و طیور و شناسایی انفرادی دامها

استفاده از نانوحسگرها و نانوبيوحسگرها در ماشين‌هاي شيردوشي

شتاب تحقيقاتي در اصلاح نژاد انواع دام ، طيور و آبزيان مؤثر

توليد خوراك‌هاي غيربيولوژيك و داروهای دامي

نانو واكسيناسيون DNA با استفاده از نانوكپسول‌ها و روش‌هاي التراسوند


کاربردهای نانو در حوزه صنايع غذايي

استفاده از نانوفيلتراسيون در صنايع غذايي به منظور تشخيص متابوليت هاي كنترل كيفي و تشخيص عوامل بيماريزا و تحولي اساسي در بسته بندي مواد غذايي و انبارداري

بهسازی ثبات مواد غذایی
این روش برای ترکیبات خاص فعال مثل طعم ها که با سایر ترکیبات مواد غذایی واکنش می دهند استفاده می شود و به این مواد عمر ماندگاری بالاتری می دهند

حفاظت در برابر اکسیداسیون مواد غذایی

تولید غذاهای مولکولی توسط رباط ها با سه عنصر اصلی اکسیژن، کربن و هیدروژن

کاربردهاي نانو در حوزه ماشين آلات کشاورزي

کاربرد در پوششهاي بدنه ادوات و ماشينها و ابزارهاي کشاورزي و حتي شيشه ها براي افزايش در برابر خوردگي و سائيدگي و انعکاس امواج ماوراء بنفش

توليد قطعات مكانيكي مستحكم تر با استفاده از نانوروكش ها و استفاده از بيوحسگرها در ماشين آلات هوشمند جهت مبارزه مكانيكي – شيميايي با علف هاي هرز

بهينه سازي ميزان و شکل سموم مصرفي و وسايل سم پاشي

تولید روکش های نانویی ياتاقانها براي کاهش اصطکاک

تولید قطعات مختلف موتورماشينهاي کشاورزي مقاوم به ساييدگي، خوردگي ، حرارت و کاهش اصطکاک

استفاده از آنها در توليد سوختهاي جايگزين و آلودگي کمتر محيط زيست

تا کنون محصولات مختلف نانویی در دنیا تولید شده و برخی از آنها به شکل تجاری در دسترس قرار گرفته است .
از جمله کارهای صورت گرفته در نانوتكنولوژي سبز می توان به موارد زیر اشاره کرد:
استفاده تايلند از اين فناوري به منظور توليد نوع جديدي از برنج (بي تفاوت نسبت به طول شب ، پاكوتاه و معطر ) و ابريشم ( ضد آب و با قدرت جذب كمتر گرد و غبار )
توليد نوعي نانوبرنج توسط شركت نانورايس ايتاليا كه 2 برابر وزن خود آب جذب مي كند .
توليد نانو كودها و نانو سم ها در مقياس آزمايشگاهي

در ایران نیز موسسات مختلفی در این زمینه در حال کار می باشند . که از این بین می توان به پژوهشکده مهندسی جهاد اشاره نمود که با محوریت قرار دادن تولید نانوپودرها گام بلندی را در این زمنه برداشته است. مانند توليد پودر دی اکسيد تيتانيم در ابعاد نانو جهت گندزدايي و نگهداري مواد غذايي و استفاده به عنوان فوتوکاتاليست و تصفيه آب و یا توليد نانوپودر طلا در مقياس نانو جهت استفاده های بيولوژيک.
از دیگر موسسات پیشگام در این زمینه می توان به مؤسسه تحقيقات واكسن و سرم سازي رازي، موسسه گياه‌پزشكي كشور، موسسه تحقيقات خاک و آب، موسسه تحقيقات شيلات ايران، موسسه تحقيقات جنگلها و مراتع و پژوهشکده بیوتکنولوژی اشاره نمود.کاربرد های فناوری نانو در علوم کشاورزی و صنایع وابسته به آن گسترشی روز افزون دارد ،که ادامه ی این روند در آینده ای نه چندان دور تولید و توزیع مواد غذایی سالم ، ارزان و با کیفیت را برای استفاده ی همه ی ملل دنیا محقق خواهد کرد

+ نوشته شده در  87/04/23ساعت 22  توسط tehran  | 

افزایش مشکل دی اکسید کربن در هوا یکی از مشکلات اساسی در سطح جهان است. اميد مي رود كه با استفاده از كشف منابع جديد روزي برسد كه از مصرف سوخت هاي فسيلي بي نياز شويم و در هوايي عاري از دي اكسيد كربن و انواع آلودگي ها تنفس كنيم. فناوري نانو از جمله فناوريهايي است كه به كمك حل اين مسئله آمده است و اين امكان را به وجود آورده است تا به سوي ساخت انرژيي ارزان تر و پاكيزه تر از سوخت هاي فسيلي نزديك شويم.

محققان در دانشگاه ملي اوك ريج موفق به ساخت نانوكريستالي شده اند كه ما را در داشتن هوايي پاك تر كمك مي كنند. نانوكريستال درست مانند يك كاتاليزور عمل مي كند، هنگامي كه دي اكسيد كربن هوا بر روي اين نانوكريستال كه داراي كادميوم، سيلينيوم و ايديوم است مي نشيند، يك الكترون به دي اكسيد كربن مي دهد تا در مجاورت ساير اجزاي دود واكنش نشان دهد و بي ضرر شود. اگر فيلترهاي متشكل از اين نانوكريستال ها را بتوان با قيمت مناسب تري ساخت و آنها را در دودكش ها نصب كرد مي توان تا حد زيادي از انتشار و خروج دي اكسيد كربن در هوا جلوگيري كرد.
ذره معلق مضرر ديگري كه دانشمندان اميدوارند تا با استفاده از نانوكريستال بتوانند آنرا خنثي و يا از بين ببرند، بخار جيوه است. تجهيزاتي كه با زغال سنگ كار مي كنند از مهمترين عوامل توليد بخار جيوه و انتشار آن در هوا هستند. يك روش جلوگيري از انتشار جيوه، استفاده از نانوكريستال هاي اكسيد تيتانيوم است كه بخار جيوه را مي توانند به اكسيد جيوه جامد تبديل نمايند.
اگر تاكنون در ترافيك در مجاورت اگزوز و يا دود اتوبوس و يا يك كاميون قرار گرفته باشيد حتما اكسيد نيتروژن را استشمام كرده ايد. موتورهاي ديزلي (گازوئيل سوز) از جمله مهمترين منابع آلوده كننده هوا با اكسيدهاي نيتروژن مي باشند.

شركت «بيوفرندلي» با كمك آژانس حفاظت محيط زيست و دريافت كمك مالي از ايالت تگزاس، موفق به ساخت نانوكريستالي شده است كه با افزودن آن به گازوئيل مي تواند از توليد اكسيد نيتروژن جلوگيري كند و سبب شود تا سوخت كامل بسوزد.
تصور نكنيد كه صنايع توليد تميز مانند صنايع توليد تراشه هاي كامپيوتري به عنوان آلوده كننده هاي محيط زيست به شمار نمي آيند بلكه برعكس اين صنايع به علت استفاده از مواد شيميايي آلي در فرايندهاي توليد منشا توليد بخارات آلي هستند كه خود مضرر مي باشند. محققان آزمايشگاه ملي شمال غربي اقيانوس آرام در حال بررسي نانوموادي هستند كه با استفاده از آن در فيلترها مي توانند از انتشار بخارات آلي اين دسته از كارخانجات جلوگيري كنند.

شايد در آينده نه چندان دور ديگر چيزي در خصوص ميزان آلودگي هاي هوا در اخبار روزانه نشنويم تا با خيالي آسوده بتوانيم در هوايي پاك تنفس كنيم.

منبع: برداشتی از مجله Nature Physics، DOI: 10.1038/nphys545

+ نوشته شده در  87/04/23ساعت 22  توسط tehran  | 

 سال 1900 فيزيك كلاسيك به اوج شكوفايي خود رسيده بود از توصيف حركات سيارات گرفته تا تشريح انتشار نور(پديده‌هاي تداخل پراش قطبش) و ماهيت آن به عنوان يك موج الكترومغناطيس،قوانين ترموديناميك و نظريه جنبشي قادر به توصيف دقيق رفتارتمامي پديده‌هاي شناخته شده تا آن زمان بود.الكتريسته و مغناطيس با كارهاي ماكسول وحدت يافته و معادلات الكترومغناطيس به عنوان عصاره كارهاي او در اين زمينه شكل گرفت اين معادلات به خوبي تمامي معلوماتي كه تا آن زمان از الكتريسيته و مغناطيس موجود بود را فرمول بندي مي‌كرد  چهارده سال بعد از كشف اين معادلات  هرتز به صورت عملي اين امواج را در آزمايشگاه توليد كرد. درحقيقت تا اواخر قرن نوزدهم به نظر مي‌رسيد كه تمامي اصول بنيادي حاكم بررفتار جهان فيزيكي شناخته شده است. همه چيز از مكانيك نيوتني و الكترومغناطيس ماكسول تبعيت مي‌كرد اين فرمول بندي نظم حاكم بر جهان، چنان دانشمندان را تحت تاثير قرار داد كه  لاپلاس رياضيدان فرانسوي وقتي كتاب  خود يعني مكانيك آسماني رانوشت درجواب  ناپلئون كه از او پرسيد چرا اودر كتابش نامي از خدا نبرده است گفت «من نيازي براي مطرح كردن اين فرضيه نمي‌بينم»

 

نواقص فيزيك كلاسيك

همانگونه كه گفتيم فيزيك كلاسيك تا اواخر  قرن نوزدهم با داشتن قوانين نيوتون و ترموديناميك و معادلات ماكسول هر ذهني را متقاعد مي‌ساخت كه روابط  اين علم مي‌تواند هر پديده موجود درعالم را از موج گرفته تا حركات كرات آسماني  توجيه نمايد ولي برخي از پديده‌ها كه ذكر خواهد شد همانند سونامي اقيانوس آرام فيزيك كلاسيك را به چنان تلاطمي واداشت كه امواج قدرتمند ناشي از آن انسان را از زمين بركره ماه و از چراغ پي سوز به نيروگاه هسته‌اي و از كبوترهاي      نامه ر‌سان به تلفن همراه و اينترنت و يا به عبارتي از خاك عقب ماندگي به افلاك تكنولوژي و پيشرفت سوق دارد.

از دل اين پديده‌هاي غير قابل توضيح توسط مكانيك كلاسيك، دو ابر نظريه بوجود آمد يكي نسبيت و ديگري كوانتوم در اين ميان نسبيت سئوالهاي فلسفي چندين هزار ساله ما را از گذشته و آينده كائنات جواب داد و چشم ما را به دنياي نويني گشود كه درآن همه چيز درحال حركت است با آغاز و پاياني معلوم، دنياي بيكرانه و محدودي كه زماني شروع به انبساط نمود وزماني نيز از انبساط بازخواهد ايستاد.

درحالي كه دنيائي كه كوانتوم، ما را با آن آشنا ساخت درنهايت كوچكي و خردي بود ما اكنون به يمن وجود  فيزيك كوانتوم از رويدادهاي شكافت هسته‌اي گرفته تا رفتار ذراتي كه شعاعشان از يك هزار ميليارديوم ميلي متر هم كوچكتر است آگاهيم.

 

اتر نورسان واقعيتي خيالي

اگر تغيير مكان سيارات در آسمان شب و ايجاد شب و روز وتغيير فصل‌ها نبود شايد كوپرنيك درقرن شانزدهم انگيزه‌اي براي ارائه مدل كيهان شناختي خود كه خورشيد در مركز و زمين و ساير سيارات شناخته شده درآن دوران به دور آن درحال چرخشند در او ايجاد نمي‌شد.يا اگر در اواخر قرن هفدهم نيوتن به قصد استراحت درخت سيب را انتخاب نمي‌كرد و سيبي از درخت بر سراو (يا كنار او) نمي‌افتاد شايد حس كنكاش درمورد جاذبه عمومي در وي نيز ايجاد نمي‌شد وقانون جاذبه كشف نمي‌گرديد.هرچند كه اين نظريه‌ها در نوع خود مي‌توانند جزء بنيادترين مفاهيم علم فيزيك باشند ولي ظهور و نمودشان را ناشي از وقوع پديده‌هايي مي‌توان دانست كه نه در يك لحظه بلكه در طول تمام عمر كاشفان آنها با آن سروكار داشتند يا به آن دائما مي‌انديشيدند. ولي نظريه‌هاي نسبيت كه نه با تجارت روزانه ما سروكار دارند و نه ذهن جستجوگر براي پي بردن به وجود آنها مي‌تواند در دور و بر خود سرنخ‌هايي ازآنها بيابد.گرچه نتيجه آزمايش مايكلسون-مورلي كه وجود اتر را نقض مي‌كرد مي‌توانست شاهد راسخي براي اثبات اين ادعا كه سرعت نور ثابت است باشد و زمينه ساز  شكل‌گيري نسبيت خاص (Special relativity)شود ولي به گفته اينشتين او تا قبل از بيان نظريه نسبيت خاص به هيچ عنوان از انجام آزمايش مايكلسون آگاهي نداشت.ايمان به وجود اتر(ether)  در بين دانشمندان را به خوبي مي‌توان به عنوان نمونه ايي از نقص فكري بشر از نوع مخرب آن دانست كه تبعات اين نوع از نگرش ها در طول تاريخ ضربات جبران ناپذيري به پيشرفت دانش و تكنولوژي وارد آورده است اتر يك پديده ساخته ذهن دانشمندان است تنها به صرف اينكه شرط انتشار امواج در روي زمين مانند موج‌هاي طولي (صدا) وجود ماده است دانشمندان همين شرط را هم براي انشار نور به عنوان يك موج عرضي در نظر گرفتند.

ماكسول مي‌گويد:

نور يك موج الكترومغناطيس است كه تنها با ايجاد آ‎شفتگي در اتر منتشر مي‌گردد.

چون در محيط‌هاي چگال سرعت امواج  افزايش مي‌يابد آنها برهمين اساس محيطي كه نور در   آن انتشار مي‌يابد را يك محيط فوق العاده كشسان درنظر گرفتند تا بتوانند به اين صورت سرعت حيرت انگيز نور را توجيه كنند وچون افزايش تراكم ماده سبب كاهش شفافيت آن ميشود بنابراين خصلت اتر را محيطي شفاف، نامرئي و بدون جرم كه هيچگونه مقاومتي در مقابل حركت اشياء نمي‌كند، بيان نمودند تا بدين صورت انتشار امواج الكترومغناطيس را در فضا  توجيه نمايند.

ما مي‌توانيم با خالي كردن هواي درون يك ظرف از انتقال موج صوتي در آن جلوگيري كنيم، چون ديگر ماده‌اي براي انتقال صوت وجود ندارد ، ولي هيچ كس با هيچ پمپ تخليه‌اي قادر به خارج كردن اتر از دورن يك محيط سربسته نمي‌باشد حال اين چه ماده مرموزي است كه هم فوق العاده متراكم است هم فوق العاده شفاف، همه جا وجود دارد ولي هيچ كس آن را حس نمي‌كند و اصلا قابل آشكار سازي هم نيست.گرچه هيچ فيزيكداني قادر به اثبات وجود اتر نبود ولي دانشمندان تا پاي جان از وجود اين ماده مرموز و غير قابل تفصير دفاع مي‌كردنند تا جائي كه ماكسول مي‌گويد:

با تمام سختي‌هائي كه براي تجسم اتر وجود دارد  ولي بي‌ترديد تمام عالم را جسمي بسيار بزرگ و يكدست(اتر) پركرده است.

يك جوان آمريكايي به نام آلبرت آبراهام مايكلسون(Albert Abraham Michelson) در سال 1881 ميلادي با ابداع يك آزمايش جالب و مشهوري قصد به اندازه گيري سرعت حركت زمين در درون اتر نمود تا قبل از انجام آزمايش مايكلسون

آلبرت آبراهام مايكلسون

  (December 19, 1852 - May 9, 1931

دانشمندان وضعيت اتر را از دوحالت خارج ندانستند

درصورت اول بايد سرعت نوري كه از ستارگان دور دست به زمين مي‌آيد با سرعت نوري كه در تمام جهات در روي زمين محاسبه مي‌شود متفاوت باشد ولي اين فرض بكلي مردود است. زيرا جيمز برادلي درسال 1725 ثابت كرد كه تغيير موضع ستارگان نسبت به راستاي حركت مداري زمين به موقعيت زمين بستگي ندارد. (ابيراهي ستارگان)

درصورت دوم با اندازه‌گيري سرعت نور درجهت هاي مختلف حركت زمين بدورخورشيدمي توانستيم وجود اتر را ثابت كنيم چرا كه سرعت نور در  اتر ثابت است و زمين نسبت به اتر حركت ميكند  بنابراين بايد سرعت اندازه‌گيري شده نور نسبت به زمين تحت تاثير حركت اين سياره قرار گيرد و تغيير نمايد از اينرو ما مي‌توانستيم باارائه دليل محكم وجود اتر را تاييد يارد كنيم.مايكلسون با انجام آزمايشي در دفعات متوالي در زواياي مختلف در مراحل گوناگون(به تناوب هر سه ماه يكبار) كه زمين  در وضعيت‌هاي مختلف نسبت به اتر قرار مي‌گرفت نشان داد كه درهمه حالات سرعت نور هيچ تغييري نسبت به ساير اندازه‌گيري‌ها نمي‌كند بنابراين مايكلسون نتوانست وجود اتر را با اين آزمايش ثابت كند.

ولي مايكلسون به جاي ترديد  دروجود اتر نتيجه آزمايش خود را اين گونه  ارزيابي كرد  « فكر مي‌كنم بايد اين را بپذيريم كه هر چند اين آزمايش جواب منفي داده است ولي اختراع  تداخل سنج اين نتيجه منفي را جبران ميكند»

سايردانشمندان به جاي تامل در نتيجه آزمايش مايكلسون تنها به صرف جوان بودن وي (مايكلسون در هنگامي كه اقدام به انجام آزمايش نمود تنها 26 سال داشت) وتعصب در باورهاي غلط خود، بدون تفكر از وجود اتر دفاع مي كردند يكي از اين دانشمندان  لورنتس بود او نظرخود را در مورد آزمايش مايكلسون اين گونه ابراز داشت كه :

درمحاسبات انجام شده در آزمايش (مايكلسون ) حتما اشكالي وجود دارد كه مايكلسون از آن بي خبر است.

او عدم تفاوت در اندازه گيري سرعت نور در جهات مختلف را ناشي از ايده ي انقباض اشياء و كند شدن ساعت ها حين حركت در درون اتر دانست .بار ديگر مايكلسون مجبور شد آزمايش خود را با دقت بيشتر انجام دهد  او  اين بار از همكاري مورلي براي انجام آزمايش خوداستفاده نمود (1887 ميلادي) ولي دوباره به همان نتيجه ي شش سال پيش رسيد، مايكلسون از سر استيصال چنين گفت:

به نظر مي آيد كه چنانچه هرگونه حركت نسبي بين زمين و اتر نوررسان وجود داشته باشد اين حركت بايد بسيار ناچيز باشد.

 

            

باز با اين آزمايش دقيق مايكلسون نمي توانست با باورهاي چند دهه به مبارزه برخيزد و وجود اترنوررسان را به كلي رد كند. آغاز قرن بيستم كه حقيقتا قرن انقلاب در انديشه هاي بشري بود را مي توان براي علم فيزيك يك عصر شكوفايي و بالندگي به حساب آورد در اين قرن بود كه دو ابر نظريه ي نسبيت و كوانتوم متولد شده و به تكامل رسيدند.

فيزيك، هسته ي اتم را شكافت و انرژي آن را مهار نمود ، ترانزيستورها پا به دنياي تكنولوژي نهادند و فضا به تسخير بشردر آمد در اين قرن بود كه انسان به ماه سفر كرد و روياي ديرين او به تحقق پيوست، شايد حال وهواي اين قرن بود كه روح عصيان را در هانري پوانكاره دميد آن هنگام كه او وجود اتر نوررسان را به كلي توهم قلمداد نمود و گفت:

آيا اين اتر نور رسان واقعا وجود دارد ؟ اعتقاد من اين است كه ما چيزي فراتر از يك جا به جايي نسبي نمي توانيم اثبات كنيم   

+ نوشته شده در  87/04/23ساعت 21  توسط tehran  | 

THERMODYNAMICS   &   PRAGMATISM 

چكيده: در اين مقاله نشان داده مي شود كه مباحث مرتبط با ترموديناميك مهندسي,  اساساً بر بر پايهء ديدگاههاي مسلك اصالت عمل (پراگماتيسم) بنا شده اند.

آيا سيكل كارنو صرفاً مدلي ذهني است و الي الابد هيچ نتيجهء عرضي دربر نخواهد داشت؟ آيا دستيابي به كارايي صد درصد, مستلزم  نقض قانون دوم ترموديناميك است؟ در اين نوشتار, پرسشهايي از اين دست, تحليل و بررسي مي گردد.

مقدمه  

      پرسشهاي فلسفي گسترده اي پيرامون ترموديناميك وجود دارد كه تحليل آنها غالباً در حوزه مباحث فلسفهء علم جاي مي گيرد. ترموديناميك  ,آنجا كه در قالب مسائل مطروحه مهندسي ارائه مي گردد بيشتربه جنبه هاي عملگرايانه وديدگاههاي مبتني برپراگماتيسم pragmatism)) مي پردازد . بدين معنا كه فلسفه هاي "كنه گرا" و اسكولاستيك (scholastic) كه به ماهيات و هليات مي پردازند  در ترموديناميك مهندسي ديده  نميشوند.  " فلسفهء پراگماتيسم, به جاي آنكه مبدﺃ اصل فكر و عقيده اي را بپرسد از نتايج و ثمرات آن جويا مي شود, لحن كلام را از مقولات و مبادي  برميگرداند و از عواقب و نتايج سوا ل مي كند."[1].  در واقع پراگماتيسم,عطف نظر به عواقب و ثمرات و فوائد يك مبحث است. كلمه‌ پراگماتيسم (از كلمه يوناني پراگما به معناي عمل)  را نخستين بار چارلز پيرس(1914- 1839(Charles Pierce در مقاله معروفش با عنوان "چگونه مي‌توان افكار خود را روشن ساخت"، به كار برده است. پيرس دراين مقاله ثابت مي‌كند كه براي بررسي يك فكر, كافي است به تعيين رفتاري كه اين فكر برمي‌انگيزاند، بپردازيم. در حقيقت پراگماتيسم, فلسفه اي است تمام عيارعليه ايده آليسم و كاوشهاي عقلاني محض كه هيچ فايده اي براي انسان ندارد. پراگماتيسم قائل به اين است كه حقيقت, امر جدايي از انسان نيست؛ بلكه تنها دليل براي اينكه يك نظر درست يا حقيقي باشد و نظر ديگري باطل و خطا، اين است كه اولي در عمل به درد انسان بخورد و براي او كارآمد و موثر باشد و ديگري چنين نباشد. به اين ترتيب، معناي صدق قضيه در پراگماتيسم تغيير مي يابد . صدق هر گزاره، فقط توسط نتايج عملي آن سنجيده مي شود نه در مقايسه با واقعيت خارجي .از اين منظر, يك فكر يا عقيده تا وقتي كه فقط عقيده است، بخودي خود نه صحيح است و نه غلط؛ بلكه فقط در جريان آزمايش و كار برد عملي آن , و فقط  برحسب نتايجي كه از آن استحصال ميشود، ارزش صدق و كذب پيدا مي كند. بنابر اين امكان رسيدن به حقيقت مطلق منتفي است. زيرا هم علم ، و هم مسائل و مشكلات ما همواره در حال تغيير است, پس در هر مرحله، حقيقت، آن چيزي خواهد بود كه ما را قادر سازد تا به نحو رضايت بخش، مسائل و مشكلات جاري آن زمان را بررسي و حل كنيم .در مكتب پراگماتيسم، افكار و عقايد همچون ابزارهايي هستند براي حل مسائل و مشكلات بشر؛ تا زماني كه اثر مفيدي دارند، صحيح و حقيقي اند و پس از آن  خطا  و نادرست مي شوند. بدين ترتيب , ممكن است عقيده اي طي مدتي  موثرواقع شود  و از اين رو حقيقي باشد؛ ليكن ممكن است بعدها نتايج رضايت بخشي نداشته باشد و به نظريه اي باطل و خطا تبديل گردد. پراگماتيسم  ,وجود را منوط به  نتيجه مي داند و هر اصالتي را بر حسب نتيجه اي كه مي دهد ارزش گذاري مي كند . در حقيقت, پراگماتيسم وجود را بدون نتيجه ، عدم ميداند و حتي لزوم  بررسي هم براي آن قائل نمي شود. ايده آ ل سازي در محاسبات ترموديناميكي , گواهي بر اين مساله است كه ترموديناميك مهندسي برپايه ديدگاههاي پراگماتيستي قرار دارد. چرا كه اغلب, جنبه هاي عملي موضوعات را در نظر مي گيرد و ديدگاههاي اسكولاستيك به معناي جستجوي علت العلل درآن راهي ندارند.   زمانيكه مدلهاي ذهني اصطلاحاً غيرممكن در ترموديناميك مهندسي طرح مي گردد  بيشتر عطف به موضوع صرفه اقتصادي يا محدوديت ابزار مي شود و سخني از  عدم امكان مطلق آنها به ميان نمي آيد. بعبارت ديگر تعبيري كه از اصطلاح "غير ممكن" مد نظر است نوعاً متفاوت با مساله محالات ذاتي يا وقوعي assertoric  است.   

 

آيا مجادله فلسفي پيرامون  ترموديناميك, بيهوده است؟

 آيا ممكن است  بحثها و مجادلات فلسفي پيرامون چنين مباحثي كه در حيطه و قلمرو فلسفهء علم جاي مي گيرند اساساً پوچ و بيهوده باشند؟  صاحبنظران زبان شناسي علم تفسير(Hermeneutics) نظير پل ريكور و دوره اول ويتگنشتاين اعتقاد داشتند كه مشاجرات فلسفي اصلاً درباره جهان نيستند وفقط نوعي بحث زبان شناسي هستند. در نتيجه براي آنها هرگونه فلسفه, بيشتر براي به دورافكندن فلسفه بود تا اينكه مثلاً در جهت تدوين مسائل فلسفه علم باشد.  " اگر جبر منطقي يعني جبر حاكم بر عالم گفتار مباحث و الفاظ, جاي خود را به به امر ديگري واگذارد كه نه فقط بر گفتار و لفظ بلكه بر واقعيت هم حاكم باشد اين امر چه خواهد بود؟ "[2]   ويا طرفداران مكتب فرا استراكتوراليسم(post structuralism)  و شخص ميشل فوكو امكان مباحثي تحت عنوان فلسفه علم را باطل مي دانند. پوزيتيويستها (positivists)  نيز قدرت علم را تا حدي زياد مي دانند كه نياز به هرگونه فلسفه اي را باطل تلقي مي كنند . از ديدگاه آنان اين بحثها بيشتر, نوعي "خيالبافي فيزيكي" است. از اين رو _ رودلف كارناپ_ كه در تاريخ فلسفه علم معاصر به عنوان يك پوزيتيويست شناخته مي شود پايان عمر متافيزيك را در 1930 نشان داد و هرگونه مجادله فلسفي در اين زمينه را پوچ و بيهوده اعلام كرد. در اگزيستانسياليسم دو ديدگاه رايج در اين باب وجود دارد. اگزيستانسياليست هايي نظير هايدگر, طبيعت را موضوع تعمق فلسفي مي دانند و در نتيجه به نوعي پرداختن به فلسفه علم را مي پذيرند. در حاليكه مكتب اگزيستانسياليسم ژان پل سارتر موضوع چنين بحث هاي فلسفي را خود آگاهي انسان مي داند. در هر حال ديدگاههاي  متفاوتي نسبت به حقانيت مباحث (Discourse) فلسفه علم وجود دارد. برخي اين مجادلات را بيهوده و يا يك جدل بي حاصل صرفاً زباني ارزيابي كرده اند و برخي ديگر پرداختن به اين مسائل را جستجوي اساسي ترين پرسشهاي فلسفي دانسته اند. موضوع اين نوشتار تحليل ديدگاههايي است كه حقانيت مبحث فلسفه علم را پذيرفته اند. فلسفه علم از نظر آنچه نتايج فلسفي علوم است به بخشهاي مختلفي تقسيم مي شود. مسائل مرتبط با متافيزيك, مسائل معرفت شناختي(Epistemology) نظير تئوري هاي شناخت و مباني و پيش فرضهاي فلسفي و دسته بندي موضوع  شناخت بين عينيت و ذهنيت, يا مسائل ارزش شناختي(Axiology) و الي آخر. اما چگونگي شكل گيري تئوريهاي علمي يكي از مهمترين موضوعات مورد توجه در فلسفه علم مي باشد . مساله چگونگي شكل گيري تئوريهاي علمي , مشتمل بر دونظريه اصلي ميباشد _ يكي  نظريه توماس كوهن(T.Kuhn) وديگري نظريه كارل پوپرK.popper)) _  نظريه توماس كوهن تحت عنوان نظريه سوبژكتيويستي  يا ذهنيت گرايانه((subjectivity و همچنين  نظريه كارل پوپركه در كتاب دانش عيني _objective knowledge_  بيان شده است  بيشتر به نام نظريه ابژكتيويستي يا عينيت   گرايانه(objectivity) شهرت دارد. كوهن اعتقاد داشت كه "علوم بر مبناي پارادايم (paradigm) با سرمشق هاي معين جلو مي روند. اين سرمشق ها پيش فرض هاي قبول شده اي هستند كه در حل مسائل مورد تحقيق , هيچگاه مورد ترديد واقع نميشوند"[3].  مثلاً در پارادايم نيوتني , زمان و مكان مستقل از يكديگر وجود خارجي  داشته و نيرو در اين سيستم برابر است با حاصلضرب جرم در شتاب. اما اين پيش فرض هاي از پيش قبول شده بر دانش حضوري يا همان ادراك شهودي (Intuitive reasoning) تكيه دارند كه چندان محل اطمينان و يقين نيست. از همين روست كه امكان دارد سرمشقهاي شهودي در پارادايم ها كه در يك زمان كاملاً بديهي بوده  در زمان ديگر  اعتباري نداشته باشند. بعنوان مثال  پس از ارائه نظريه  نسبيت, " فرض فيزيك كلاسيك در مورد مطلق بودن همزماني ,كه بر مبناي بديهيات اوليه و فرضهاي پيش آزموني قرار داشت"[4]  ديگر يك بديهي بي نياز از تحليل محسوب نمي شود.  توماس كوهن مي گويد هرگاه تعداد زيادي از مسائل تحقيق, خود پارادايم را زير سوال ببرند شرايط بحراني پيش آمده و در اين حالت به تدريج پارادايم جديدي شكل مي گيرد كه جايگزين پارادايم قديمي ميگردد. (مثل جايگزيني تئوري نسبيت اينشتين به جاي تئوري هاي مكانيك نيوتني) . از اين رو مطابق با نظريه ذهنيت گرايانه كوهن, واقعيت هاي عيني, هرگز نتايج تئوريك فلسفي به بار نمي آورند وبه بيان ديگر اين  ذهنيت است كه برعينيت تقدم دارد. در ترموديناميك با مفاهيمي نظير مدل ايده آل سيكل كارنو يا سيكلهاي معادل آن روبرو هستيم كه گفته مي شود هيچ نتيجه عيني در بر ندارند.  و اين درحاليست كه عملي نبودن سيكلهاي معادل سيكل كارنو , بيشتر از جنبه مواجهه با محدوديت عمل ابزارهاي مورد استفاده مي باشد نه ازاين بابت كه مدلهاي ذهني مذكور, اساساً امكان عملي شدن نداشته باشند. بنابراين مي توان تصور كرد كه روزي انسان بتواند  بر محدوديتهاي سد راه عملي شدن برخي از مدلهاي ترموديناميكي, غلبه كند وتجارب بعدي تدريجاً به شكل گيري پارادايم جديدي منجر شود و حتي اصول مسلمه ترموديناميك كلاسيك نيز مورد ترديد قرار گيرند. هيچ استبعادي ندارد روزي ابزارها و سيستمهايي طراحي شوند كه محدوديتهاي كنوني را نداشته باشد يا شيوه هايي ابداع شود كه به كمك آنها عبور ازمحدوديت و الزام  قانون دوم ترموديناميك به نوعي ممكن شود. وشايد در آنصورت  تحولات شگرفي در زندگي انسان بوجود بيايد . از اين رو اين امكان وجود دارد  كه مجادله كنوني پيرامون تعابير فلسفي ترموديناميك , در آينده به شكل گيري پارادايم جديدي منجر شود و از ديدگاه  پراگماتيسم, دستاوردهاي عملي نيز داشته باشد.

امكان و تحقق سيكل كارنو

 در اين بخش به بررسي مساله امكان (possibility) و يا تحقق سيكل كارنو و بعبارتي به تحليل برهان وجودي( (ontological  proof سيكل كارنو مي پردازيم . آيا مفهومي به نام سيكل كارنو وجود (existence)  دارد يا اينكه اين مدل , صرفاً يك تصوريا تخيل (imagination) در ذهن انسان است؟ اصطلاح وجود داشتن در اينجا قدري محل مناقشه است. چرا كه تصور چيزي( يا امري) يا حتي تصور خصوصياتي براي چيزي، منجر به ضرورت (necessity) وجود آن نميشود. آنچه كه بر وجود دلالت مي كند  تجربهء خصوصيات معيني از آن چيز است كه منجر به ضرورت و ايجاب (affirmative) وجود ميشود. وجود  درخود، داراي نوعي تماميت  ( (totalityاست , اما  تماميت آن نزد ما آشكار نيست و البته همين دال بر وجود آن است. استقلال و خودايستايي وجود، امري اساسي است. اگرچنين نباشد، امرموجود، ثانوي وعَرَضي ((accidental است. براي تحليل اين پرسش  كه آيا  سيكل كارنو يك چيز موجود است يا خير بايد به تبيين مساله وجود بپردازيم. براي وجود  سه خاصه مطرح مي گردد كه عبارت اند از:

 

                الف) دگرگوني و تغيير(becoming)

                 ب) اثرگذاري و اثرپذيري (interaction)

                 ج) خودايستايي و خوداتكايي

هرقدر برتري امري  از نظر ماهيت، بيشتر باشد، آنگاه احتمال و امكان وقوع يا بالفعل (actual)  بودن و واقعيت داشتن آنreality)) به همان ميزان كمتر است. بايد دقت كرد كه وجود، يك صفت  و يا به بيان  ديگر, يك محمول (predicate)  حقيقي نيست. آيا مدل ايده آل سيكل كارنو موجودي است واجد همه صفات ايجابي واساساً هيچ ما به ازاء واقعي مي تواند داشته باشد؟ بايد گفت فقط وجود عيني و حاضر در جهان، بالضروره هست و انكار وجود آن نيز مستلزم تناقض ؛ اگر موجودي عينيت داشته باشد، وجود براي آن ضرورت است.البته امانوئل  كانت,  ثابت مي كند كه مفهوم   "موجودي كه بالضروره وجود دارد"  وجود ندارد و بيان مي دارد   موجودي كه انكار وجود آن مستلزم تناقض باشد، فاقد مفهوم است. مثلاً يكي از براهين كانت در اين باب اين است كه گزاره ها propositions))  و قضاياي theorems))  وجودي، تركيبي (synthetic)  هستند، نه تحليلي ((analytic.  بنابراين، انكارآنها منجر به تناقض نمي شود. اما  درقضاياي تحليلي، محمول ازقبل در مفهوم ِ موضوع  (subject)  مندرج است، ازاينرو انكارآنها مستلزم تناقض است. در برهان آنسلم (Anselmus) كه به برهان وجودي (ontological argument)  معروف است ميخوانيم  " وجود عيني عالي تراز وجود ذهني است، اما وجود ذهني مي تواند واجد خاصه هاي خيالي برتري باشد كه وجود عيني فاقد آنهاست."    به هر ترتيب , وجود ذهني در مخيله مي گنجد و مي توان آن را تصور كرد.  في المثل  كارايي صددرصد براي ما قابل تصور است و دست كم مي توانيم بگوييم كه در ذهن موجود است. اما كارايي بيش از صد در صد را حتي تصور هم نمي توان كرد. تصور صورت اعلاي كارايي يك سيكل ترموديناميكي در ذهن ما كارايي  صددرصد است و بيش از آن, چه درذهن و چه خارج ازذهن، قابل تصورنيست. كارايي صد درصد هرچند ازنظرعيني, هيچ و عدم باشد ، لااقل  قابل تصوراست. (اگرچه كه ازوجود ذهني چيزي يا امري, نمي توان وجود عيني آن را نتيجه گرفت). مفاهيمي هستند كه حتي تصور هم نمي شوند. مثل كارايي بيشتر از صددرصد يا وجود عالي ترين موجود, مفهوم عالي ترين موجود حتي درذهن هم قابل تصورنيست، زيرا هرچه را درذهن تصوركنيم، بازهم عالي ترازآن را مي توان تصور كرد. يا مثال ديگر اينكه  هرقدرعدد بزرگي را تصوركنيم، بازهم عدد بزرگترازآن را مي توان درنظر گرفت، اما عدد بي نهايت بزرگ يا بزرگترين عدد, وجود ندارد.  اين مفاهيم  فاقد حد هستند  و بنابراين, هم غيرقابل تصور و هم ازنظرعيني هيچ و عدم اند . مفاهيم اين چنيني , از دسته موهومات و سفسطه ها ( (fallacyهستند. وقتي امري قابل درك يا تصور نباشد، قابل بيان هم نيست. شايد پرسيده شود پس جنبه هاي نامتناهي برخي از مفاهيم عيني، چگونه شكل مي گيرند؟ در پاسخ بايد گفت برداشتهاي غيرقابل تصور از امور عيني , برخاسته ازشيوه برخورد يا نحوه تبيين ماست. هرامرعيني، اگرچه دريك يا چند جنبه، نامتناهي و غيرقابل تصور باشد، حداقل دريك يا چند جنبه، متناهي و قابل تصوراست واتفاقاً همين امر هم هست كه  آن را عيني و موجود مي سازد براي مثال: عدد گنگِ(irrational number ) 2  وقتي بصورت يك عدد اعشاري، يعني ...4142135/1 بيان مي شود، اين رشته، نامتناهي وغيرقابل تصوراست، اما وقتي كه تحت عنوان وتر يك مثلث قائم الزاويه ي متساوي الساقين كه طول هرساقِ آن يك واحد است بيان شود، كاملاً قابل تصور وعيني مي گردد. "هرچيزي كه فكر درباره آن مي انديشد چه به طور واضح مستدل باشد و يا نباشد, يك واقعيت است. در عين حال كه ممكن است باطل و كذب باشد و يا به وضوح مدلل, ولي همچنان يك واقعيت است... دربارهء Actuality بايد گفت آيا  Thing واقعيت دارد؟آيا حضورش يك واقعيت مسلم است؟ طبق فرهنگ لغات, واژهء Fact يعني آنچه كه عملاً و به عينيت اتفاق افتاده است" [6]  مطابق آنچه كه گفته شد سيكل كارنو نوعاً واقعي (real) است.

و دست كم وجود ذهني آن را نمي توان انكار كرد. ضمن آنكه دانستيم هر واقعيتي، لزوماً عيني نيست؛ و همچنين بررسي كرديم كه هرگاه امري, قابل فهم و درك و قابل توضيح  و تصورنباشد، آن امراساساً وجود ندارد و بطور دقيق تر، واقعيت (reality)  ندارد.

 1.3 آيا دستيابي به كارايي صد درصد, مستلزم نقض قانون دوم ترموديناميك است؟

 عوامل برگشت ناپذيري (Irreversibility)  سبب اتلاف انرژي شده و دستيابي به كارايي صددرصد را ناممكن مي كنند. ﺴﺆالي كه منطقاً مطرح مي گردد اين است كه اگر موتور حرارتي(Heat engine) با كارايي صددرصد عملي نيست حداكثر كارايي قابل حصول چقدر است؟ در پاسخ به اين پرسش بايد فرآيند ايده آل را تعريف كرد كه فرآيند بازگشت پذير (Reversible) ناميده مي شود. فرايند بازگشت پذير براي سيستم به صورت  " فرآيندي كه قابل بازگشت است و به گونه اي انجام مي گيرد كه هيچ گونه تغييري در سيستم يا محيط به جاي نمي گذارد" [7] تعريف مي گردد. از جمله عواملي كه سبب بازگشت ناپذيري مي شوند مي توان چند عامل نظير اصطكاك, انبساط آزاد, انتقال حرارت به دليل اختلاف محدود درجه حرارت, اختلاط دو ماده مختلف, اثرات پسماند ,و اتلاف iR^2  در شبكه هاي الكتريكي و فرآيند احتراق را نام برد. اگر كارايي همه موتورهاي حرارتي كمتر از %100 باشد در اين صورت كاراترين سيكلي كه در عمل مي توان داشت چيست؟ چنين  برداشتي  دقيقاً بيانگروجود ديدگاههاي مبتني بر پراگماتيسم در ترموديناميك مهندسي است. بر اساس اين ديدگاه ,اميد به ساخت و طراحي ماشين هاي حركت دائم  PMM و نيز بهره برداري صددرصد از موتورهاي حرارتي بي فايده تلقي شده  و به بيان ديگر  از ما  مي خواهد كه مناقشه بر سر كارايي صد درصد را اساسا ً كنار بگذاريم و در مقابل به آنچه عملاً  ميسر و در دسترس است بپردازيم تا  بلكه براي ما دستاوردها و نتايج  عملي سودمند داشته باشد. اگر همه فرآيندهاي يك سيكل ترموديناميكي بازگشت پذير باشند كاراترين سيكلي كه مي تواند بين دو منبع درجه حرارت ثابت عمل كند سيكل كارنو(carnot) است. در اين حالت, سيكل نيز بازگشت پذير خواهد بود و از اين رو چنانچه سيكل معكوس گردد موتور حرارتي تبديل به يخچال خواهد شد. سيكل كارنو چهار فرآيند اساسي را در بر مي گيرد كه شامل دو فرآيند دما ثابت بازگشت پذير و نيز دو فرآيند آدياباتيك بازگشت پذير (آيزنتروپيك) مي باشد. دو قضيه درباره كارايي سيكل كارنو وجود دارد كه نشان مي دهد نمي توانيم موتور بازگشت ناپذيري داشته باشيم كه كارايي آن از موتور بازگشت پذيري كه بين همان دو منبع كار مي كند بيشتر باشد. (چنين فرضي به نقض قانون دوم ترموديناميك منجر خواهد شد). و قضيه ديگر بيان مي دارد كه همه موتورهايي كه در سيكل كارنو بين دو منبع درجه حرارت ثابت عمل مي كنند داراي كارايي يكساني خواهند بود. در اين مورد فرض مي شود سيكل كارنويي وجود دارد كه كارايي آن از سيكل كارنوي ديگري كه بين همان دو منبع كار مي كند بيشتر است و در نهايت اين فرض اوليه نيز به نقض قانون دوم ترموديناميك مي انجامد. ضمن آنكه استدلال نوعاً درستي داشته ايم تنها نتيجه ممكن اين خواهد بود كه  فرض اوليه نادرست بوده باشد. مغايرت فرآيندهاي حقيقي با مدلهاي ايده آل مربوط به عوامل برگشت ناپذيري است. بنابراين درمباحث ترموديناميك مهندسي پذيرفته شده است كه هرگز نمي توان بر عوامل برگشت ناپذيري غلبه كرد و از اين رو دستيابي به كارايي صد در صد از اساس منتفي است. با اين وصف سيكل كارنو صرفاً يك مدل ايده آل ذهني است و تاكنون وجود عيني نداشته است. پس ترموديناميك مهندسي تنها با سيكلهاي مبنا سر و كار خواهد داشت و به "ملاحظاتي در مورد تعديلات خاصي كه هدف از آنها بهبود عملكرد در سيكلهاي مبناست" مي پردازد. نمونه هايي از اين  تعديلات در راستاي افزايش كارايي سيكلهاي مبنا را مي توانيم در تعبيه و طراحي ابزار و تجهيزاتي نظير بازياب ها  و گرمكن آب تغذيه و … مشاهده كنيم.  نيروگاه هاي ساده بخار در سيكل رنكين كار مي كنند كه كارايي آن از كارايي سيكل كارنو كمتر است. به دو دليل سيكل رنكين يك سيكل مبناست. اول اينكه در فرآيند پمپ كردن سيكل كارنو سيال كاري در ناحيه دوفاز قرار دارد و ساختمان پمپي كه بتواند مايع و بخار را دريافت و به صورت مايع اشباع تخليه كند با مشكلات زيادي روبرو خواهد شد. ثانياً در سيكل كارنو تمام انتقال حرارت بايد در درجه حرارت ثابت انجام بگيرد.اين بدان معني است كه حرارت بايد به بخار در حال انبساط و توليد كار انتقال يابد كه اين چندان ممكن نيست.(اما در سيكل رنكين, بخار در فشار ثابت مافوق گرم مي شود.)

بنابر اين سيكل رنكين سيكل ايده آلي است كه در عمل مي توان تقريب زد. از اين رو راهكارهايي انديشيده مي شود تا كارايي سيكل مبناي رنكين به كارايي مدل ايده آل كارنو نزديك شود كه از آن جمله مي توان به ﺘﺄثير متغيرهايي چون فشار و درجه حرارت اشاره كرد. در عين حال اين تمهيدات هر يك محدوديت خاصي را نيز  ايجاب مي كنند. به عنوان مثال كاهش فشار كندانسور, افزايش فشار بويلر و مافوق گرم كردن بخار آب در بويلر كه به افزايش كارايي سيكل رنكين مي انجامند محدوديتهاي زيادي را دربردارند. سايش تيغه هاي توربين, افزايش محتوي رطوبت و كيفيت بخار آب و ... از پيامدهاي آن است. مدلهايي نظير سيكل بازياب ايده آل نيز به دليل همين محدوديتهاي  ابزار عملي نيستند. كارايي  سيكل بازياب ايده آل دقيقاً برابر با كارايي سيكل كارنو است. اما موانعي بر سر تحقق آن وجود دارد. نخست آنكه "امكان انتقال حرارت لازم از بخار آب موجود در توربين به آب تغذيه وجود ندارد. ديگر اينكه به علت انتقال حرارت, محتوي رطوبت بخار خروجي از توربين به مقدار قابل ملاحظه اي افزايش خواهد يافت كه مي تواند به سايش تيغه هاي توربين منجر شود. " [7] برداشت بخار از ديگر تمهيداتي است كه براي افزايش كارايي سيكل انجام مي گيرد. اگر از تعداد زيادي مرحله برداشت بخار و گرمكن هاي آب تغذيه استفاده شود كارايي سيكل نزديك به كارايي سيكل ايده آل بازياب (معادل كارايي  سيكل كارنو) خواهد شد. ليكن در نيروگاهها مراحل برداشت بخار به ندرت از پنج مرحله بيشتر مي شود.  " اين كار در عمل از نظر اقتصادي قابل توجيه نيست,  زيرا صرفه جوييهاي ناشي از افزايش كارايي به مراتب كمتر از آن است كه هزينه تجهيزات اضافي (گرمكن آب تغذيه, لوله كشي و .. را جبران كند. "  انجام اين تمهيدات _بدون در نظر گرفتن صرفه اقتصادي_ ,استفاده از تعداد بسيار زيادي گرمكن حرارتي, در اختيار داشتن پمپي  كه هيچ الزامي بر مايع بودن فاز ورودي آن دركار نباشد و بتواند در ناحيه دو فاز عمل كند, بويلري كه در سوپرهيت كردن بخار, محدوديت حرارتي نداشته باشد, شايد روزي دستيابي به كارايي صد در صد را ممكن كند. و باز هم شايد بتوان تصور كرد روزي با طراحي و تعبيه گريزگاههايي بتوان افتهاي توربين, افتهاي پمپ, افتهاي چگالنده ,افتهاي لوله كشي, كه همه به نوعي  بر اثر وجود عوامل بازگشت ناپذيري شكل مي گيرند و سد راه افزايش كارايي  ميگردند, را جبران و عملاً بي اثر نمود, بي آنكه ناقض قانون دوم ترموديناميك باشد, درست هماگونه كه ﺘﺄثير برخي از راهكارها را در افزايش كارايي مشاهده نموديم. بنابراين دستيابي به كارايي صد درصد مي تواند مستلزم نقض قانون دوم ترموديناميك نباشد و با واسطه و بدون نقض اين قانون هم بتوان بر عوامل بازگشت ناپذيري غلبه كرد.   

 

مآخذي كه به آنها استناد شده:

 [1]تاريخ فلسفه/ جلد دوم/ پراگماتيسم/ زرياب خويي

[2] عينيت و واقعيت/اميل ميرسون Emil Meyerson / [3]ساختار انقلابهاي علمي/ توماس كوهن

[4] نسبيت خاص/ هادي هادي پور

Segments [5] Philosophical /  Dr.  F. Hamidi 

[6]حقيقت و واقعيت/مناظرات كريشنا مورتي و دكتر بوهم

 [7]ترموديناميك مهندسي/ زونتاگ بورگناك ون وايلن 

THERMODYNAMICS   &   PRAGMATISM 

چكيده: در اين مقاله نشان داده مي شود كه مباحث مرتبط با ترموديناميك مهندسي,  اساساً بر بر پايهء ديدگاههاي مسلك اصالت عمل (پراگماتيسم) بنا شده اند.

آيا سيكل كارنو صرفاً مدلي ذهني است و الي الابد هيچ نتيجهء عرضي دربر نخواهد داشت؟ آيا دستيابي به كارايي صد درصد, مستلزم  نقض قانون دوم ترموديناميك است؟ در اين نوشتار, پرسشهايي از اين دست, تحليل و بررسي مي گردد.

مقدمه  

      پرسشهاي فلسفي گسترده اي پيرامون ترموديناميك وجود دارد كه تحليل آنها غالباً در حوزه مباحث فلسفهء علم جاي مي گيرد. ترموديناميك  ,آنجا كه در قالب مسائل مطروحه مهندسي ارائه مي گردد بيشتربه جنبه هاي عملگرايانه وديدگاههاي مبتني برپراگماتيسم pragmatism)) مي پردازد . بدين معنا كه فلسفه هاي "كنه گرا" و اسكولاستيك (scholastic) كه به ماهيات و هليات مي پردازند  در ترموديناميك مهندسي ديده  نميشوند.  " فلسفهء پراگماتيسم, به جاي آنكه مبدﺃ اصل فكر و عقيده اي را بپرسد از نتايج و ثمرات آن جويا مي شود, لحن كلام را از مقولات و مبادي  برميگرداند و از عواقب و نتايج سوا ل مي كند."[1].  در واقع پراگماتيسم,عطف نظر به عواقب و ثمرات و فوائد يك مبحث است. كلمه‌ پراگماتيسم (از كلمه يوناني پراگما به معناي عمل)  را نخستين بار چارلز پيرس(1914- 1839(Charles Pierce در مقاله معروفش با عنوان "چگونه مي‌توان افكار خود را روشن ساخت"، به كار برده است. پيرس دراين مقاله ثابت مي‌كند كه براي بررسي يك فكر, كافي است به تعيين رفتاري كه اين فكر برمي‌انگيزاند، بپردازيم. در حقيقت پراگماتيسم, فلسفه اي است تمام عيارعليه ايده آليسم و كاوشهاي عقلاني محض كه هيچ فايده اي براي انسان ندارد. پراگماتيسم قائل به اين است كه حقيقت, امر جدايي از انسان نيست؛ بلكه تنها دليل براي اينكه يك نظر درست يا حقيقي باشد و نظر ديگري باطل و خطا، اين است كه اولي در عمل به درد انسان بخورد و براي او كارآمد و موثر باشد و ديگري چنين نباشد. به اين ترتيب، معناي صدق قضيه در پراگماتيسم تغيير مي يابد . صدق هر گزاره، فقط توسط نتايج عملي آن سنجيده مي شود نه در مقايسه با واقعيت خارجي .از اين منظر, يك فكر يا عقيده تا وقتي كه فقط عقيده است، بخودي خود نه صحيح است و نه غلط؛ بلكه فقط در جريان آزمايش و كار برد عملي آن , و فقط  برحسب نتايجي كه از آن استحصال ميشود، ارزش صدق و كذب پيدا مي كند. بنابر اين امكان رسيدن به حقيقت مطلق منتفي است. زيرا هم علم ، و هم مسائل و مشكلات ما همواره در حال تغيير است, پس در هر مرحله، حقيقت، آن چيزي خواهد بود كه ما را قادر سازد تا به نحو رضايت بخش، مسائل و مشكلات جاري آن زمان را بررسي و حل كنيم .در مكتب پراگماتيسم، افكار و عقايد همچون ابزارهايي هستند براي حل مسائل و مشكلات بشر؛ تا زماني كه اثر مفيدي دارند، صحيح و حقيقي اند و پس از آن  خطا  و نادرست مي شوند. بدين ترتيب , ممكن است عقيده اي طي مدتي  موثرواقع شود  و از اين رو حقيقي باشد؛ ليكن ممكن است بعدها نتايج رضايت بخشي نداشته باشد و به نظريه اي باطل و خطا تبديل گردد. پراگماتيسم  ,وجود را منوط به  نتيجه مي داند و هر اصالتي را بر حسب نتيجه اي كه مي دهد ارزش گذاري مي كند . در حقيقت, پراگماتيسم وجود را بدون نتيجه ، عدم ميداند و حتي لزوم  بررسي هم براي آن قائل نمي شود. ايده آ ل سازي در محاسبات ترموديناميكي , گواهي بر اين مساله است كه ترموديناميك مهندسي برپايه ديدگاههاي پراگماتيستي قرار دارد. چرا كه اغلب, جنبه هاي عملي موضوعات را در نظر مي گيرد و ديدگاههاي اسكولاستيك به معناي جستجوي علت العلل درآن راهي ندارند.   زمانيكه مدلهاي ذهني اصطلاحاً غيرممكن در ترموديناميك مهندسي طرح مي گردد  بيشتر عطف به موضوع صرفه اقتصادي يا محدوديت ابزار مي شود و سخني از  عدم امكان مطلق آنها به ميان نمي آيد. بعبارت ديگر تعبيري كه از اصطلاح "غير ممكن" مد نظر است نوعاً متفاوت با مساله محالات ذاتي يا وقوعي assertoric  است.   

 

آيا مجادله فلسفي پيرامون  ترموديناميك, بيهوده است؟

 آيا ممكن است  بحثها و مجادلات فلسفي پيرامون چنين مباحثي كه در حيطه و قلمرو فلسفهء علم جاي مي گيرند اساساً پوچ و بيهوده باشند؟  صاحبنظران زبان شناسي علم تفسير(Hermeneutics) نظير پل ريكور و دوره اول ويتگنشتاين اعتقاد داشتند كه مشاجرات فلسفي اصلاً درباره جهان نيستند وفقط نوعي بحث زبان شناسي هستند. در نتيجه براي آنها هرگونه فلسفه, بيشتر براي به دورافكندن فلسفه بود تا اينكه مثلاً در جهت تدوين مسائل فلسفه علم باشد.  " اگر جبر منطقي يعني جبر حاكم بر عالم گفتار مباحث و الفاظ, جاي خود را به به امر ديگري واگذارد كه نه فقط بر گفتار و لفظ بلكه بر واقعيت هم حاكم باشد اين امر چه خواهد بود؟ "[2]   ويا طرفداران مكتب فرا استراكتوراليسم(post structuralism)  و شخص ميشل فوكو امكان مباحثي تحت عنوان فلسفه علم را باطل مي دانند. پوزيتيويستها (positivists)  نيز قدرت علم را تا حدي زياد مي دانند كه نياز به هرگونه فلسفه اي را باطل تلقي مي كنند . از ديدگاه آنان اين بحثها بيشتر, نوعي "خيالبافي فيزيكي" است. از اين رو _ رودلف كارناپ_ كه در تاريخ فلسفه علم معاصر به عنوان يك پوزيتيويست شناخته مي شود پايان عمر متافيزيك را در 1930 نشان داد و هرگونه مجادله فلسفي در اين زمينه را پوچ و بيهوده اعلام كرد. در اگزيستانسياليسم دو ديدگاه رايج در اين باب وجود دارد. اگزيستانسياليست هايي نظير هايدگر, طبيعت را موضوع تعمق فلسفي مي دانند و در نتيجه به نوعي پرداختن به فلسفه علم را مي پذيرند. در حاليكه مكتب اگزيستانسياليسم ژان پل سارتر موضوع چنين بحث هاي فلسفي را خود آگاهي انسان مي داند. در هر حال ديدگاههاي  متفاوتي نسبت به حقانيت مباحث (Discourse) فلسفه علم وجود دارد. برخي اين مجادلات را بيهوده و يا يك جدل بي حاصل صرفاً زباني ارزيابي كرده اند و برخي ديگر پرداختن به اين مسائل را جستجوي اساسي ترين پرسشهاي فلسفي دانسته اند. موضوع اين نوشتار تحليل ديدگاههايي است كه حقانيت مبحث فلسفه علم را پذيرفته اند. فلسفه علم از نظر آنچه نتايج فلسفي علوم است به بخشهاي مختلفي تقسيم مي شود. مسائل مرتبط با متافيزيك, مسائل معرفت شناختي(Epistemology) نظير تئوري هاي شناخت و مباني و پيش فرضهاي فلسفي و دسته بندي موضوع  شناخت بين عينيت و ذهنيت, يا مسائل ارزش شناختي(Axiology) و الي آخر. اما چگونگي شكل گيري تئوريهاي علمي يكي از مهمترين موضوعات مورد توجه در فلسفه علم مي باشد . مساله چگونگي شكل گيري تئوريهاي علمي , مشتمل بر دونظريه اصلي ميباشد _ يكي  نظريه توماس كوهن(T.Kuhn) وديگري نظريه كارل پوپرK.popper)) _  نظريه توماس كوهن تحت عنوان نظريه سوبژكتيويستي  يا ذهنيت گرايانه((subjectivity و همچنين  نظريه كارل پوپركه در كتاب دانش عيني _objective knowledge_  بيان شده است  بيشتر به نام نظريه ابژكتيويستي يا عينيت   گرايانه(objectivity) شهرت دارد. كوهن اعتقاد داشت كه "علوم بر مبناي پارادايم (paradigm) با سرمشق هاي معين جلو مي روند. اين سرمشق ها پيش فرض هاي قبول شده اي هستند كه در حل مسائل مورد تحقيق , هيچگاه مورد ترديد واقع نميشوند"[3].  مثلاً در پارادايم نيوتني , زمان و مكان مستقل از يكديگر وجود خارجي  داشته و نيرو در اين سيستم برابر است با حاصلضرب جرم در شتاب. اما اين پيش فرض هاي از پيش قبول شده بر دانش حضوري يا همان ادراك شهودي (Intuitive reasoning) تكيه دارند كه چندان محل اطمينان و يقين نيست. از همين روست كه امكان دارد سرمشقهاي شهودي در پارادايم ها كه در يك زمان كاملاً بديهي بوده  در زمان ديگر  اعتباري نداشته باشند. بعنوان مثال  پس از ارائه نظريه  نسبيت, " فرض فيزيك كلاسيك در مورد مطلق بودن همزماني ,كه بر مبناي بديهيات اوليه و فرضهاي پيش آزموني قرار داشت"[4]  ديگر يك بديهي بي نياز از تحليل محسوب نمي شود.  توماس كوهن مي گويد هرگاه تعداد زيادي از مسائل تحقيق, خود پارادايم را زير سوال ببرند شرايط بحراني پيش آمده و در اين حالت به تدريج پارادايم جديدي شكل مي گيرد كه جايگزين پارادايم قديمي ميگردد. (مثل جايگزيني تئوري نسبيت اينشتين به جاي تئوري هاي مكانيك نيوتني) . از اين رو مطابق با نظريه ذهنيت گرايانه كوهن, واقعيت هاي عيني, هرگز نتايج تئوريك فلسفي به بار نمي آورند وبه بيان ديگر اين  ذهنيت است كه برعينيت تقدم دارد. در ترموديناميك با مفاهيمي نظير مدل ايده آل سيكل كارنو يا سيكلهاي معادل آن روبرو هستيم كه گفته مي شود هيچ نتيجه عيني در بر ندارند.  و اين درحاليست كه عملي نبودن سيكلهاي معادل سيكل كارنو , بيشتر از جنبه مواجهه با محدوديت عمل ابزارهاي مورد استفاده مي باشد نه ازاين بابت كه مدلهاي ذهني مذكور, اساساً امكان عملي شدن نداشته باشند. بنابراين مي توان تصور كرد كه روزي انسان بتواند  بر محدوديتهاي سد راه عملي شدن برخي از مدلهاي ترموديناميكي, غلبه كند وتجارب بعدي تدريجاً به شكل گيري پارادايم جديدي منجر شود و حتي اصول مسلمه ترموديناميك كلاسيك نيز مورد ترديد قرار گيرند. هيچ استبعادي ندارد روزي ابزارها و سيستمهايي طراحي شوند كه محدوديتهاي كنوني را نداشته باشد يا شيوه هايي ابداع شود كه به كمك آنها عبور ازمحدوديت و الزام  قانون دوم ترموديناميك به نوعي ممكن شود. وشايد در آنصورت  تحولات شگرفي در زندگي انسان بوجود بيايد . از اين رو اين امكان وجود دارد  كه مجادله كنوني پيرامون تعابير فلسفي ترموديناميك , در آينده به شكل گيري پارادايم جديدي منجر شود و از ديدگاه  پراگماتيسم, دستاوردهاي عملي نيز داشته باشد.

امكان و تحقق سيكل كارنو

 در اين بخش به بررسي مساله امكان (possibility) و يا تحقق سيكل كارنو و بعبارتي به تحليل برهان وجودي( (ontological  proof سيكل كارنو مي پردازيم . آيا مفهومي به نام سيكل كارنو وجود (existence)  دارد يا اينكه اين مدل , صرفاً يك تصوريا تخيل (imagination) در ذهن انسان است؟ اصطلاح وجود داشتن در اينجا قدري محل مناقشه است. چرا كه تصور چيزي( يا امري) يا حتي تصور خصوصياتي براي چيزي، منجر به ضرورت (necessity) وجود آن نميشود. آنچه كه بر وجود دلالت مي كند  تجربهء خصوصيات معيني از آن چيز است كه منجر به ضرورت و ايجاب (affirmative) وجود ميشود. وجود  درخود، داراي نوعي تماميت  ( (totalityاست , اما  تماميت آن نزد ما آشكار نيست و البته همين دال بر وجود آن است. استقلال و خودايستايي وجود، امري اساسي است. اگرچنين نباشد، امرموجود، ثانوي وعَرَضي ((accidental است. براي تحليل اين پرسش  كه آيا  سيكل كارنو يك چيز موجود است يا خير بايد به تبيين مساله وجود بپردازيم. براي وجود  سه خاصه مطرح مي گردد كه عبارت اند از:

 

                الف) دگرگوني و تغيير(becoming)

                 ب) اثرگذاري و اثرپذيري (interaction)

                 ج) خودايستايي و خوداتكايي

هرقدر برتري امري  از نظر ماهيت، بيشتر باشد، آنگاه احتمال و امكان وقوع يا بالفعل (actual)  بودن و واقعيت داشتن آنreality)) به همان ميزان كمتر است. بايد دقت كرد كه وجود، يك صفت  و يا به بيان  ديگر, يك محمول (predicate)  حقيقي نيست. آيا مدل ايده آل سيكل كارنو موجودي است واجد همه صفات ايجابي واساساً هيچ ما به ازاء واقعي مي تواند داشته باشد؟ بايد گفت فقط وجود عيني و حاضر در جهان، بالضروره هست و انكار وجود آن نيز مستلزم تناقض ؛ اگر موجودي عينيت داشته باشد، وجود براي آن ضرورت است.البته امانوئل  كانت,  ثابت مي كند كه مفهوم   "موجودي كه بالضروره وجود دارد"  وجود ندارد و بيان مي دارد   موجودي كه انكار وجود آن مستلزم تناقض باشد، فاقد مفهوم است. مثلاً يكي از براهين كانت در اين باب اين است كه گزاره ها propositions))  و قضاياي theorems))  وجودي، تركيبي (synthetic)  هستند، نه تحليلي ((analytic.  بنابراين، انكارآنها منجر به تناقض نمي شود. اما  درقضاياي تحليلي، محمول ازقبل در مفهوم ِ موضوع  (subject)  مندرج است، ازاينرو انكارآنها مستلزم تناقض است. در برهان آنسلم (Anselmus) كه به برهان وجودي (ontological argument)  معروف است ميخوانيم  " وجود عيني عالي تراز وجود ذهني است، اما وجود ذهني مي تواند واجد خاصه هاي خيالي برتري باشد كه وجود عيني فاقد آنهاست."    به هر ترتيب , وجود ذهني در مخيله مي گنجد و مي توان آن را تصور كرد.  في المثل  كارايي صددرصد براي ما قابل تصور است و دست كم مي توانيم بگوييم كه در ذهن موجود است. اما كارايي بيش از صد در صد را حتي تصور هم نمي توان كرد. تصور صورت اعلاي كارايي يك سيكل ترموديناميكي در ذهن ما كارايي  صددرصد است و بيش از آن, چه درذهن و چه خارج ازذهن، قابل تصورنيست. كارايي صد درصد هرچند ازنظرعيني, هيچ و عدم باشد ، لااقل  قابل تصوراست. (اگرچه كه ازوجود ذهني چيزي يا امري, نمي توان وجود عيني آن را نتيجه گرفت). مفاهيمي هستند كه حتي تصور هم نمي شوند. مثل كارايي بيشتر از صددرصد يا وجود عالي ترين موجود, مفهوم عالي ترين موجود حتي درذهن هم قابل تصورنيست، زيرا هرچه را درذهن تصوركنيم، بازهم عالي ترازآن را مي توان تصور كرد. يا مثال ديگر اينكه  هرقدرعدد بزرگي را تصوركنيم، بازهم عدد بزرگترازآن را مي توان درنظر گرفت، اما عدد بي نهايت بزرگ يا بزرگترين عدد, وجود ندارد.  اين مفاهيم  فاقد حد هستند  و بنابراين, هم غيرقابل تصور و هم ازنظرعيني هيچ و عدم اند . مفاهيم اين چنيني , از دسته موهومات و سفسطه ها ( (fallacyهستند. وقتي امري قابل درك يا تصور نباشد، قابل بيان هم نيست. شايد پرسيده شود پس جنبه هاي نامتناهي برخي از مفاهيم عيني، چگونه شكل مي گيرند؟ در پاسخ بايد گفت برداشتهاي غيرقابل تصور از امور عيني , برخاسته ازشيوه برخورد يا نحوه تبيين ماست. هرامرعيني، اگرچه دريك يا چند جنبه، نامتناهي و غيرقابل تصور باشد، حداقل دريك يا چند جنبه، متناهي و قابل تصوراست واتفاقاً همين امر هم هست كه  آن را عيني و موجود مي سازد براي مثال: عدد گنگِ(irrational number ) 2  وقتي بصورت يك عدد اعشاري، يعني ...4142135/1 بيان مي شود، اين رشته، نامتناهي وغيرقابل تصوراست، اما وقتي كه تحت عنوان وتر يك مثلث قائم الزاويه ي متساوي الساقين كه طول هرساقِ آن يك واحد است بيان شود، كاملاً قابل تصور وعيني مي گردد. "هرچيزي كه فكر درباره آن مي انديشد چه به طور واضح مستدل باشد و يا نباشد, يك واقعيت است. در عين حال كه ممكن است باطل و كذب باشد و يا به وضوح مدلل, ولي همچنان يك واقعيت است... دربارهء Actuality بايد گفت آيا  Thing واقعيت دارد؟آيا حضورش يك واقعيت مسلم است؟ طبق فرهنگ لغات, واژهء Fact يعني آنچه كه عملاً و به عينيت اتفاق افتاده است" [6]  مطابق آنچه كه گفته شد سيكل كارنو نوعاً واقعي (real) است.

و دست كم وجود ذهني آن را نمي توان انكار كرد. ضمن آنكه دانستيم هر واقعيتي، لزوماً عيني نيست؛ و همچنين بررسي كرديم كه هرگاه امري, قابل فهم و درك و قابل توضيح  و تصورنباشد، آن امراساساً وجود ندارد و بطور دقيق تر، واقعيت (reality)  ندارد.

 1.3 آيا دستيابي به كارايي صد درصد, مستلزم نقض قانون دوم ترموديناميك است؟

 عوامل برگشت ناپذيري (Irreversibility)  سبب اتلاف انرژي شده و دستيابي به كارايي صددرصد را ناممكن مي كنند. ﺴﺆالي كه منطقاً مطرح مي گردد اين است كه اگر موتور حرارتي(Heat engine) با كارايي صددرصد عملي نيست حداكثر كارايي قابل حصول چقدر است؟ در پاسخ به اين پرسش بايد فرآيند ايده آل را تعريف كرد كه فرآيند بازگشت پذير (Reversible) ناميده مي شود. فرايند بازگشت پذير براي سيستم به صورت  " فرآيندي كه قابل بازگشت است و به گونه اي انجام مي گيرد كه هيچ گونه تغييري در سيستم يا محيط به جاي نمي گذارد" [7] تعريف مي گردد. از جمله عواملي كه سبب بازگشت ناپذيري مي شوند مي توان چند عامل نظير اصطكاك, انبساط آزاد, انتقال حرارت به دليل اختلاف محدود درجه حرارت, اختلاط دو ماده مختلف, اثرات پسماند ,و اتلاف iR^2  در شبكه هاي الكتريكي و فرآيند احتراق را نام برد. اگر كارايي همه موتورهاي حرارتي كمتر از %100 باشد در اين صورت كاراترين سيكلي كه در عمل مي توان داشت چيست؟ چنين  برداشتي  دقيقاً بيانگروجود ديدگاههاي مبتني بر پراگماتيسم در ترموديناميك مهندسي است. بر اساس اين ديدگاه ,اميد به ساخت و طراحي ماشين هاي حركت دائم  PMM و نيز بهره برداري صددرصد از موتورهاي حرارتي بي فايده تلقي شده  و به بيان ديگر  از ما  مي خواهد كه مناقشه بر سر كارايي صد درصد را اساسا ً كنار بگذاريم و در مقابل به آنچه عملاً  ميسر و در دسترس است بپردازيم تا  بلكه براي ما دستاوردها و نتايج  عملي سودمند داشته باشد. اگر همه فرآيندهاي يك سيكل ترموديناميكي بازگشت پذير باشند كاراترين سيكلي كه مي تواند بين دو منبع درجه حرارت ثابت عمل كند سيكل كارنو(carnot) است. در اين حالت, سيكل نيز بازگشت پذير خواهد بود و از اين رو چنانچه سيكل معكوس گردد موتور حرارتي تبديل به يخچال خواهد شد. سيكل كارنو چهار فرآيند اساسي را در بر مي گيرد كه شامل دو فرآيند دما ثابت بازگشت پذير و نيز دو فرآيند آدياباتيك بازگشت پذير (آيزنتروپيك) مي باشد. دو قضيه درباره كارايي سيكل كارنو وجود دارد كه نشان مي دهد نمي توانيم موتور بازگشت ناپذيري داشته باشيم كه كارايي آن از موتور بازگشت پذيري كه بين همان دو منبع كار مي كند بيشتر باشد. (چنين فرضي به نقض قانون دوم ترموديناميك منجر خواهد شد). و قضيه ديگر بيان مي دارد كه همه موتورهايي كه در سيكل كارنو بين دو منبع درجه حرارت ثابت عمل مي كنند داراي كارايي يكساني خواهند بود. در اين مورد فرض مي شود سيكل كارنويي وجود دارد كه كارايي آن از سيكل كارنوي ديگري كه بين همان دو منبع كار مي كند بيشتر است و در نهايت اين فرض اوليه نيز به نقض قانون دوم ترموديناميك مي انجامد. ضمن آنكه استدلال نوعاً درستي داشته ايم تنها نتيجه ممكن اين خواهد بود كه  فرض اوليه نادرست بوده باشد. مغايرت فرآيندهاي حقيقي با مدلهاي ايده آل مربوط به عوامل برگشت ناپذيري است. بنابراين درمباحث ترموديناميك مهندسي پذيرفته شده است كه هرگز نمي توان بر عوامل برگشت ناپذيري غلبه كرد و از اين رو دستيابي به كارايي صد در صد از اساس منتفي است. با اين وصف سيكل كارنو صرفاً يك مدل ايده آل ذهني است و تاكنون وجود عيني نداشته است. پس ترموديناميك مهندسي تنها با سيكلهاي مبنا سر و كار خواهد داشت و به "ملاحظاتي در مورد تعديلات خاصي كه هدف از آنها بهبود عملكرد در سيكلهاي مبناست" مي پردازد. نمونه هايي از اين  تعديلات در راستاي افزايش كارايي سيكلهاي مبنا را مي توانيم در تعبيه و طراحي ابزار و تجهيزاتي نظير بازياب ها  و گرمكن آب تغذيه و … مشاهده كنيم.  نيروگاه هاي ساده بخار در سيكل رنكين كار مي كنند كه كارايي آن از كارايي سيكل كارنو كمتر است. به دو دليل سيكل رنكين يك سيكل مبناست. اول اينكه در فرآيند پمپ كردن سيكل كارنو سيال كاري در ناحيه دوفاز قرار دارد و ساختمان پمپي كه بتواند مايع و بخار را دريافت و به صورت مايع اشباع تخليه كند با مشكلات زيادي روبرو خواهد شد. ثانياً در سيكل كارنو تمام انتقال حرارت بايد در درجه حرارت ثابت انجام بگيرد.اين بدان معني است كه حرارت بايد به بخار در حال انبساط و توليد كار انتقال يابد كه اين چندان ممكن نيست.(اما در سيكل رنكين, بخار در فشار ثابت مافوق گرم مي شود.)

بنابر اين سيكل رنكين سيكل ايده آلي است كه در عمل مي توان تقريب زد. از اين رو راهكارهايي انديشيده مي شود تا كارايي سيكل مبناي رنكين به كارايي مدل ايده آل كارنو نزديك شود كه از آن جمله مي توان به ﺘﺄثير متغيرهايي چون فشار و درجه حرارت اشاره كرد. در عين حال اين تمهيدات هر يك محدوديت خاصي را نيز  ايجاب مي كنند. به عنوان مثال كاهش فشار كندانسور, افزايش فشار بويلر و مافوق گرم كردن بخار آب در بويلر كه به افزايش كارايي سيكل رنكين مي انجامند محدوديتهاي زيادي را دربردارند. سايش تيغه هاي توربين, افزايش محتوي رطوبت و كيفيت بخار آب و ... از پيامدهاي آن است. مدلهايي نظير سيكل بازياب ايده آل نيز به دليل همين محدوديتهاي  ابزار عملي نيستند. كارايي  سيكل بازياب ايده آل دقيقاً برابر با كارايي سيكل كارنو است. اما موانعي بر سر تحقق آن وجود دارد. نخست آنكه "امكان انتقال حرارت لازم از بخار آب موجود در توربين به آب تغذيه وجود ندارد. ديگر اينكه به علت انتقال حرارت, محتوي رطوبت بخار خروجي از توربين به مقدار قابل ملاحظه اي افزايش خواهد يافت كه مي تواند به سايش تيغه هاي توربين منجر شود. " [7] برداشت بخار از ديگر تمهيداتي است كه براي افزايش كارايي سيكل انجام مي گيرد. اگر از تعداد زيادي مرحله برداشت بخار و گرمكن هاي آب تغذيه استفاده شود كارايي سيكل نزديك به كارايي سيكل ايده آل بازياب (معادل كارايي  سيكل كارنو) خواهد شد. ليكن در نيروگاهها مراحل برداشت بخار به ندرت از پنج مرحله بيشتر مي شود.  " اين كار در عمل از نظر اقتصادي قابل توجيه نيست,  زيرا صرفه جوييهاي ناشي از افزايش كارايي به مراتب كمتر از آن است كه هزينه تجهيزات اضافي (گرمكن آب تغذيه, لوله كشي و .. را جبران كند. "  انجام اين تمهيدات _بدون در نظر گرفتن صرفه اقتصادي_ ,استفاده از تعداد بسيار زيادي گرمكن حرارتي, در اختيار داشتن پمپي  كه هيچ الزامي بر مايع بودن فاز ورودي آن دركار نباشد و بتواند در ناحيه دو فاز عمل كند, بويلري كه در سوپرهيت كردن بخار, محدوديت حرارتي نداشته باشد, شايد روزي دستيابي به كارايي صد در صد را ممكن كند. و باز هم شايد بتوان تصور كرد روزي با طراحي و تعبيه گريزگاههايي بتوان افتهاي توربين, افتهاي پمپ, افتهاي چگالنده ,افتهاي لوله كشي, كه همه به نوعي  بر اثر وجود عوامل بازگشت ناپذيري شكل مي گيرند و سد راه افزايش كارايي  ميگردند, را جبران و عملاً بي اثر نمود, بي آنكه ناقض قانون دوم ترموديناميك باشد, درست هماگونه كه ﺘﺄثير برخي از راهكارها را در افزايش كارايي مشاهده نموديم. بنابراين دستيابي به كارايي صد درصد مي تواند مستلزم نقض قانون دوم ترموديناميك نباشد و با واسطه و بدون نقض اين قانون هم بتوان بر عوامل بازگشت ناپذيري غلبه كرد.   

 

مآخذي كه به آنها استناد شده:

 [1]تاريخ فلسفه/ جلد دوم/ پراگماتيسم/ زرياب خويي

[2] عينيت و واقعيت/اميل ميرسون Emil Meyerson / [3]ساختار انقلابهاي علمي/ توماس كوهن

[4] نسبيت خاص/ هادي هادي پور

Segments [5] Philosophical /  Dr.  F. Hamidi 

[6]حقيقت و واقعيت/مناظرات كريشنا مورتي و دكتر بوهم

 [7]ترموديناميك مهندسي/ زونتاگ بورگناك ون وايلن 

+ نوشته شده در  87/04/23ساعت 21  توسط tehran  | 

 

نظریه سی. پی اچ. در سال 1366 (1987 م) با طرح این مسئله که سرعت نور ثابت نیست و تابع نیروهای خارجی محیط انتشار است، مطرح شد. در نظریه سی. پی. اچ. نیز طبق اصل نسبیت خاص سرعت نور در تمام دستگاه های لخت و فضای تهی ثابت و برار  c است. اما سرعت نور در محیط انتشار تابع نیروهای خارجی است که بر نور اعمال می شود. تجارب و دیدگاه های اخیر نشان می دهد که پیشگویی نظریه سی. پی. اچ. در مورد تغییر سرعت نور درست بوده است. در ادامه دو نمونه ارائه شده است. اما در آنجا هیچگونه توجیه نظری در مورد علت تغییر سرعت نور وجود ندارد. در حالیکه نظریه سی. پی. اچ. بر اساس تعریف و توضیح ساختمان فوتون بنا شده است. و بخوبی می تواند دلیل نظری تغییر سرعت نور را توضیح دهد

+ نوشته شده در  87/04/23ساعت 21  توسط tehran  | 

 

مقدمه:

ترموديناميك و قوانين آن بخش مهمي از فيزيك را بخود اختصاص داده است. اما اين قوانين در زماني تدوين شد كه هنوز نسبيت و فيزيك كوانتوم ارائه نشده بودند. اما امروز با پيشرفت حيرت انگيزي كه در زمينه ذرات بنيادي بوجود آماده الزاماً قوانين ترموديناميك و نگرش به انتروپي بايد مورد بازبيني مجدد قرار گيرد
گرما از ديدگاه سي. پي. اچ. مورد بررسي قرار گرفت. در اين فصل سعي مي شود قوانين ترموديناميك از اصل سي. پي. اچ. استخراج شود. همچنانكه در فصل گذشته گفته شد از ديدگاه نظريه سي. پي. اچ. كميتي را كه ما بعنوان انرژي (يا گرما) معرفي مي كنيم، همان ماده است كه با سرعت انتقالي حد c در دستگاه لخت حركت مي كند. و ماده چيزي جز انرژي نيست كه با سرعت vمنتقل مي شود. نسبت به يك دستگاه لخت مقدار v بين صفر و c يعني  قابل تغيير است. هرگاه v=c گردد ، ماده به انرژي تبديل شده است. اما قبل از تشريح قوانين ترموديناميك از ديدگاه سي. پي. اچ.، لازم است اشاره كوتاهي به چرخه سعدي كارنو داشته باشيم.

 

چرخه كارنو

اولين اثر مهم نيكولاس سعدي كارنو

 

در چرخه ي كارنو همواره مقداري گرما به محيط (خارج از سيستم گرما+ ماشين كار) منتقل مي شود

و هيچ ماشيني نمي تواند همه ي گرماي ورودي را به كار تبديل كند.

 

چرخه ي كارنو از ديدگاه سي. پي. اچ.

هنگاميكه چرخه ي كارنو مطرح شد، نه تنها جرم و انرژي دو كميت مختلف بودند، حتي قانون بقاي انرژي نيز عموميت نيافته بود. در حاليكه در فيزيك مدرن علاوه بر آنكه گرما نوعي انرژي محسوب مي شود، انرژي نيز با ماده هم ارز است و هر ذره/جسمي را مي توان با مقدار جرم يا محتواي انرژي آن نشان مشخص كرد. لذا با تكيه بر اصول چرخه ي كارنو و فيزيك مدرن چرخه ي انرژي از ديدگاه نظريه سي. پي. اچ. مورد بررسي قرار مي گيرد.

در اينجا چرخه بصورت گرما - كار - سرما نيست، بلكه بصورت كلي انرژي ورودي - ابزار - انرژي خروجي است. در چرخه كارنو، كه در مقاله

چرا يك جسم داغ سرد مي شود؟

جسم داغي را در يك محيط سرد قرار مي دهيم. پس از مدتي دماي آن كاهش مي يابد و با محيط در تعادل گرمايي قرار مي گيرد. چرا جسم داغ سرد مي شود و اصولاً تعادل گرمايي چيست؟ يك مخزن گاز با دماي T1 را در محيطي  با دماي T2 كه T1>T2 است، قرار مي دهيم. پس از مدتي دماي هر دو (مخزن گاز و محيط) به T مي رسد، بطوريكه:

T1>T>T2

فرض كنيم ظرف گاز داراي n موكول گاز باشد كه با سرعتهاي مختلف  حركت مي كنند، اما مي توان با در نظر گرفتن ميانگين سرعتها مسئله را بررسي كرد. اين مولكولها با يكديگر و با جدار مخزن برخور مي كنند و در تبادل اندازه حركت و انرژي هستند. توجه شود كه در اينجا با يك سيستم واقعي رو به رو هستيم. لذا در اين برخوردها مي توان بقاي اندازه حركت را منظور كرد، اما نمي توان از قانون بقاي انرژي(در داخل ظرف) استفاده كرد. حال انتقال انرژي از مخزن گاز به محيط و در نتيجه سرد شدن گاز را از دو طريق بررسي مي كنيم (شكل زير). 

انتقال حرارت از گاز به محيط

در شكل بالا (1) دو مولكول گاز با يكديگر برخورد كرده و بر اثر آن يك فوتون منتشر مي شود. فوتون مزبور طي چندين كنش با مولكولهاي مختلف سرانجام به ديواره ظرف مي رسد و جذب آن مي شود. يك الكترون در ديواره ظرف با جذب فوتون به تراز انرژي بالاتر صعود مي كند و ديواره گرم مي شود. سپس فوتون ياد شده تابش مي شود و ديواره به حالت قبل بر مي گردد. در قسمت (2) يك مولكول با ديواره ظرف برخورد كرده و يك فوتون توليد و به محيط خارج ظرف منتقل مي شود. هرچه دماي ظرف بيشتر باشد، تعداد و انرژي فوتونهاي تابشي بيشتر است. از طرف ديگر انرژي جنبشي مولكولهاي موجود در گاز، تنها مربوط به الكترون آنها نيست، بلكه هسته ي اتمها نيز در اين انرژي جنبشي سهيم هستند و هنگام برخورد و انتشار موج الكترومغناطيسي، هسته ها نيز قسمتي از انرژي جنبشي خود را از دست مي دهند. همچنانكه شكل بالا (3) نشان مي دهد، اين فرايند يكطرفه نيست، بلكه تمام گازها، مايعات و فلزات تابش مي كنند، اما با مكانيزمهاي مختلف.  بهمين دليل دو محيط كه كنار هم قرار دارند، با يكديگر در حال تبادل گرمايي بسر مي برند تا به حالت تعادل برسند. در حالت تعادل نشر انرژي وجود دارد اما مقدار ورودي و خروجي با هم برابرند. بهمين دليل هر دو جسمي كه با هم در حالت تعادل گرمايي باشند، داراي دماي يكساني هستند. بنابراين جريان تابش فرايندي دائمي و داخلي است كه هيچ ربطي به محيط ندارد و اثر محيط تنها به انتقال گرما از بيرون به درون محدود مي شود. بعنوان مثال در سيستم خورشيد و زمين، زمين تابش مي كند، بهمين دليل هنگام شب سطح زمين، آب درياها و هواي جو سرد مي شود و روز بعد با تابش مجدد خورشيد دوباره گرم مي شوند. اگر زمين گرما دريافت نكند، با تابش طولاني مدت سرد و سرد تر مي شود. اما چرا اجسام تابش مي كنند و اين تابش تا كجا ادامه دارد؟

 

حالت پايه ذرات بنيادي از ديدگاه نظريه سي. پي. اچ.

در نظريه سي. پي. اچ. همه ذرات از تعدادي سي. پي. اچ. تشكيل شده اند. علاوه بر آن انرژي نيز از سي. پي. اچ. تشكيل مي شود. بنابراين يك اتم متحرك داراي دو گونه سي. پي. اچ. است، يكي سي. پي. اچ. هايي كه ساختمان ذاتي ذرات را شكل مي دهند و ديگري سي. پي. اچ. هايي كه عامل انرژي اين ذرات است. بعنوان مثال يك ظرف محتوي گاز را در نظر بگيريد كه در دماي T1 است و مولكولهاي گاز با سرعت متوسط v1 حركت مي كنند. حال گاز را حرارت مي دهيم تا دماي آن به T2 برسد. در اين حالت سرعت متوسط مولكولها به v2  مي رسد. انرژي جنبشي هر يك از مولكولهاي گاز برابر است با مجموع انرژي ذرات تشكيل دهنده ي آن. يعني الكترونها، پروتونها و ... نيز با افزايش دما داراي انرژي بيشتري مي شوند.(شكل زير).

 

در قسمت A ذرات بنيادي در ساختمان اتم انرژي جنبشي كمتري دارند.

در قسمت B با حرارت دادن گاز، ذرات بنيادي نيز انرژي كسب كرده اند.

همچنانكه در شكل بالا نشان داده شده، هرچه به گاز حرارت بيشتري داده شود، ذرات بنيادي درون ساختمان اتمي نيز انرژي بيشتري خواهند داشت و همراه مولكول با سرعت بيشتري حركت مي كنند. حال اگر به جاي آنكه به گاز حرارت دهيم، بطريقي حرارت آن را بگيريم (گاز را سرد كنيم)، سئوال اساسي اين است كه چقدر مي توانيم گاز را سرد كنيم بطوريكه همه ي ذرات بنيادي اتمهاي آن داراي خواص ذاتي خود باشند، منظور از خواص ذاتي همه ي كميتهايي است كه ذرات را از يكديگر متمايز مي كند. مثلاً انرژي ذرات از  ويژگي ذاتي آنها محسوب نمي شود، در حاليكه بار الكتريكي الكترون از ويژگي هاي ذاتي آن است. بنابراين از ديدگاه نظريه سي. پي. اچ. حالت پايه ذرات، حالتي است كه ذرات داراي ويژگيهايي ذاتي خود هستند، بطوريكه با كمترين انرژي ممكن مي توانند انسجام اتمي و مولكولي خود را حفظ كنند (شكل زير).

 

در حالت پايه هيچ تابشي وجود ندارد. دما صفر مطلق و سرعت انتقالي نيز صفر است.

اتم جامدات در جاي خود حركت ارتعاشي دارند، مايعات در اطراف خود حركت مي كنند و گازها با سرعت متوسط حركت مي كنند

اينكه حالت پايه در نظريه سي. پي. اچ. بر صفر مطلق يعني  15/273- درجه كلوين منطبق هست يا نه، مطلبي است كه آزمايشات نشان خواهد داد. اما با تعريفي كه در ترموديناميك از صفر مطلق مي شود، قاعدتاً بايد بر هم منطبق باشند.

فرض كنيم مقداري ماده در حالت پايه قرار دارد. با تابش الكترومغناطيسي ماده را حرارت مي دهيم. يعني تعدادي CPH كه با سرعت c حركت مي كنند وارد سيستم مي شود. اندازه حركت اوليه سيستم صفر است، زيرا سيستم در حالت پايه قرار دارد.

كه در آن mCPH جرم سي. پي. اچ. و v سرعت متوسط مولكولها است. هرچه بيشتر به سيستم حرارت داده شود، سرعت متوسط مولكولها بيشتر مي شود. در تجربه هاي روز مره از جمله گرم كردن آب يا حرارت دادن به يك تكه آهن يا گاز داخل ظرف، همه از اين رابطه كلي پيروي مي كنند و اندازه حركت ذرات تشكيل دهنده ي سيستم تغيير مي كند. در جامدات افزايش اندازه حركت موجب ارتعاش سريعتر آنها مي گردد در حاليكه در گاز باعث افزايش سرعت متوسط مولكولها مي گردد. 

بهمين ترتيب مي توان تابش را با خروج سي. پي. اچ. از سيستم توضيح داد. هنگاميكه جسم تابش مي كند، تعدادي سي. پي. اچ. بصورت امواج الكترومغناطيسي و با سرعت نور c از سيسم خارج مي شود و اندازه حركت و در نتيجه انرژي سيستم كاهش مي يابد.

 

تابش از ديدگاه سي. پي. اچ.

در نظريه سي. پي. اچ. نيرو و انرژي قابل تبديل به يكديگرند، يعني نيرو به انرژي تبديل مي شود و انرژي نيز به نيرو تبديل مي گردد. با توجه به رابطه

اگر كار مثبت باشد، انرژي جسم (يا ذره ) افزايش مي يابد كه در اين صورت نيرو به انرژي تبديل شده است. اگر كار انجام شده روي جسم منفي باشد، يعني جسم انرژي از دست بدهد، انرژي به نيرو تبديل مي شود. آگر كار انجام شده برابر با صفر باشد، هيچ تغييري در انرژي جسم ايجاد نمي شود.

بنابراين هنگاميكه الكترون در ساختمان اتم روي مداري خاص به دور هسته مي گردد، هرچند داراي شتاب است اما كار انجام شده روي آن صفر است و تغييري در انرژي آن ايجاد نمي شود. اما هنگاميكه الكترون شتاب بگيرد، بطوريكه كار انجام شده روي آن صفر نباشد، امواج الكترومغناطيسي تابش مي كند. يعني تابش امواج الكترومغناطيسي توسط ذره ي باردار تابع كاري است كه روي آن انجام مي شود. در اين بحث هنوز دو نكته مشخص نشده است، يكي اينكه اصولاً چگونه تابش امواج الكترومغناطيسي توسط ذره ي باردار شتاب دار قابل توضيح است؟ و ديگر اينكه چرا هنوز تابش ذره ي باردار در ميدان گرانشي (آنچنان كه نسبيت پيش گويي كرده) با تجربه ثابت نشده است؟

طبق نظريه ي سي. پي. اچ. هرگاه يك ذره ي باردار حركت كند، گرانش در مقابل اين حركت مقاومت مي كند و مقاومت گرانش با حركت ذره ي باردار به صورت نيروي مغناطيسي ظاهر مي شود. اما اگر ذره ي باردار علاوه بر سرعت، شتاب نيز داشته باشد بطوريكه كار انجام شده روي آن مخالف صفر باشد، امواج الكترومغناطيسي تابش مي كند. در ساختمان اتم جون كار انجام شده روي الكترون صفر است ، لذا تا زمانيكه در يك مدار خاص حركت مي كند، انرژي تابش نمي كند.

بنابراين تابش امواج الكترومغناطيسي يك بار شتاب دار تابع مقدار كاري است كه روي آن انجام مي شود .

در مورد سقوط يك ذره ي باردار در ميدان گرانشي بايد به جرم ناچيز ذره توجه كرد كه با توجه به رابطه ي

W=F.d=mgh

كاري كه نيروي گرانش روي ذره ي باردار انجام مي دهد بسيار ناچيز است و آشكار سازي آن به ابزار بسيار دقيقي نياز دارد.

 

علت تابش گرما توسط اجسام

حال به ساختمان اتم برگرديم و تابش گرما توسط اجسام را بررسي كنيم. هرچند كه طبق مدل اتمي بوهر و معادلات شرودينگر، تا الكترون از مدار بالاتر به مدار پائين تر سقوط نكند تابش نمي كند، اما اين تمام واقعيت نيست. زيرا اتم حالت استاتيك ندارد و دائماً ذرات درون آن تحت تاثير يكديگر قرار دارند. لذا با حركت مولكولها يا نوسان آنها در كنار هم، با در نظر گرفتن ميدانهاي الكترومغناطيسي موجود در اطراف ذرات تشكيل دهنده ي آنها، اين ذرات دائماً روي يكديگر كار انجام مي دهند، بنابراين ذرات زير اتمي موجود در سيستم، بطور مداوم توسط يكديگر شتاب مي گيرند و موج الكترومغناطيسي منتشر مي كنند. مقدار و شدت تابش در اجسام تابع سرعت حركت يا نوسان ذرات باردار موجود در سيستم است (شكل زير). 

نمايي ساده از اتمها در يك سيستم

در شكل بالا نمايي ساده از اتمهاي موجود در سيستم نشان داده شده است. اتمها در مجاورت هم حالت دوقطبي الكتريكي دارند، زيرا بار هاي منفي يكديگر را دفع مي كنند و الكترونها به يك سمت و هسته بسمت ديگر رانده مي شود. اما به علت حركت اتمها (يا مولكولها)، حالت الكتريكي اتمها ثابت نمي ماند و دائماً تغيير مي كند، اين تغييرات كه ناشي از اعمال نيروي خارجي است، روي ذرات بار دار اتم كار انجام مي دهد و موجب شتاب گرفتن آنها مي شود. ذره ي باردار شتاب دار، انرژي الكترومغناطيسي تابش مي كند. تابش انرژي گرمايي موجب از دست دادن انرژي دروني سيستم مي شود و سيستم بتدريج سرد مي شود. فركانس تابش تابع دماي سيستم است (شكل زير). 

با افزايش دماي سيستم، فركانس تابش نيز افزايش مي يابد.

در شكل بالا نشان داده شده كه چگونه با افزايش دماي سيستم فركانس تابش از قرمز بسمت زرد، سبز، آبي و سر انجام به ماوراي بنفش جابجا مي شود. اجسام در دماي معمولي تابشي با طول موجهاي بلند دارند، با افزايش دما رنگ (طول موج) تابش تغيير مي كند، اما تابش هاي قبلي را نيز با شدت كمتري ادامه مي دهد. حال اگر فرمول وين و بيشترين تابش را مرور كنيم (شكل زير)، بخوبي همه تابش ها را مي توان توضيح داد.

در ميان همه تابشهايي كه جسم گسيل مي كند، شدت بيشترين تابش آن تابع دماي آن است

بيشترين تابش جسم تابع دماي آن است، اما ساير تابش ها نيز ولي با شدت كمتري وجود دارند. احتمال اينكه يك جسم سرد فوتون بنفش تابش كند وجود دارد، اما اين احتمال و تعداد فوتونهاي بنفش خيلي كم است، در حاليكه احتمال ساير تابش ها بيشتر است و هرچه به طول موج بلندتر نزديكتر شويم، احتمال تابش آن بيشتر مي شود.

زير طبق نظريه سي. پي. اچ. تابش به دليل كاري كه روي ذرات باردار انجام مي شود صورت مي گيرد. براي توضيح بهتر گاز درون ظرف را در نظر بگيريد كه به آن حرارت مي دهيم. مولكولها از دو طريق روي يكديگر كار انجام مي دهند:

1 - برخورد مستقيم: در اين حالت به كار زيادي كه بر اثر برخورد روي ذرات باردار انجام مي شود، ذرات شتاب زيادي مي گيرند، بنابراين انرژي تابش نيز زياد است.

2- اثر تغيير ميدان: در اين حالت مولكولها از كنار يكديگر عبور مي كنند (اما برخورد نمي كنند) و موجب شتاب جزئي ذرات باردار مي شوند و چنين شتابي موجب تابش امواج الكترومغناطيسي با طول موجهاي بلند مي شود.

اين دو حالت را مي توان كار منفي سيستم روي خودش ناميد كه موجب مي شود بر اثر تابش، جسم سرد شود. سرد شدن نيمه تاريك ماه يا زمين به دليل كار منفي است كه سيستم روي خود انجام مي دهد.

در فرايند بالا يك حالت خاص وجود دارد كه كار منفي سيسم روي خودش را محدود مي كند. براي اجسام كوچك گرانش نقش قابل توجهي ندارد. اما با افزايش جرم، آثار فشار گرانشي ظاهر مي شود و موجب تغييرات كلي در سيستم مي گردد. افزايش جرم سيستم بايد در حدي باشد كه اتمهاي موجود در سيستم بر اثر شتاب گرانشي سرعت قابل توجهي بگيرند. با سرعت گرفتن اتمها برخورد بين آنها موجب تابش بيشتر مي شود و از اين لحضه به بعد، سيستم خود گرمازا خواهد شد. تشكيل ستارگان بر اين اساس است. وقتيكه جرم به اندازه كافي افزايش يافت، اتمها به سرعتهاي بالا مي رسند و بر اثر برخورد با يكديگر تركيب شده و جوش هسته اي آغاز مي گردد و مقادير متنابهي انرژي آزاد مي شود و سيستم داغ و داغتر مي شود. اما در اينجا نيز سيستم كار منفي روي خود انجام مي دهد، اما كار مثبتي كه روي خودش انجام مي دهد، بيشتر از كار منفي است.

 

كار انجام شده توسط سيستم روي خودش

سيستمي را در نظر بگيريد كه داراي دماي T است. بنابر آنچه كه در بخش قبل گفته شد، ذرات درون سيستم روي يكديگر كار انجام مي دهند و موجب تابش گرمايي مي شوند. بنابراين مي توان يك تابع كار دورني براي سيستم تعريف كرد كه تابع دماي سيستم است. هرچه دماي سيستم بالاتر باشد، كار بيشري انجام مي شود. اما كار انجام شده توسط سيستم روي خودش منفي است، زيرا بر اثر اين كار، سيستم گرما منتشر مي كند و از دماي آن دائماً كاسته مي شود. در هر صورت تابع كار بصورت زير است:

W=W(T)<0

چون كار انجام شده روي سيستم منفي است، بنابراين انرژي دروني سيستم دائماً كاهش مي يابد. از طرف ديگر هرچه كار بيشتري توسط سيستم روي خودش انجام شود، دما بيشتر كاهش مي يابد. بنابراين توان هر سيستمي با گذشت زمان كاهش مي يابد. اگر توان سيستم را با p نشان دهيم مي توان براي هر سيستم اختياري بصورت زير تعريف كرد:

تابع توان سيستم

كه در آن dp/dt تغييرات توان سيستم نسبت به زمان و k جمع جبري تعداد سي. پي. اچ. هاي خروجي و ورودي به سيستم در واحد زمان است. يعني:

k=k1-k2

كه در آن k1 تعداد سي. پي. اچ. هاي خروجي و k2 تعداد سي. پي. اچ. هاي ورودي به سيستم است. اگر k>0 باشد، توان كاهش مي يابد، زيرا تعداد سي. پي. اج. هاي خروجي بيشتر از تعداد ورودي است و سيستم در حال سرد شدن است مانند تابه اي كه از روي اجاق برداشته شود. اگر k<0 باشد، توان سيستم رو به افزايش است مانند گاز در حال گرم شدن.

براي دو سيستم كه در حال تبادل گرمايي هستند نيز مي توان از همين رابطه استفاده كرد. براي اين دو سيستم مي توان گفت هرگاه k=0 باشد، دو سيستم در حال تعادل گرمايي هستند. براي يك سيستم منزوي همواره داريم: p21  زيرا هر سيستم منزوي فقط تابش مي كند و توان آن كاهش مي يابد.

در طبيعت هيچ سيستم منزوي واقعي وجود ندارد، زيرا خود كيهان داراي تابشي است كه  تابش زمينه ي كيهان ناميده مي شود. اين تابش دمايي در حدود 70/2 درجه كلوين حرارت دارد. بنابراين حتي اتمها و مولكولهاي پراكنده در كيهان نيز از فضا انرژي دريافت مي كنند و به حالت پايه نمي رسند. 

 

مخازن انرژي و ابزارها

سه سيستم A و B و C را در نظر بگيريد كه كه در آن A و C مخازن انرژي هستند و B ابزار (ماشين) كه انرژي را بكار تبديل مي كند. بعنوان مثال فرض كنيم مخزن A انرژي الكتريكي (برق) است كه توسط يك سيسم هاي انتقال وارد كارحانه مي شود. و B ماشين آلاتي است كه انرژي الكتريكي را بكار تبديل مي كند و C جريان آب (يا هوا) است كه ماشينها را خنك مي كند و گرم مي شود و سپس انرژي آن براي بكار انداختن ماشين ديگري بكار مي رود (شكل زير). 

 يك سيستم با انرژي بالاتر در يك محيط واقعي

فرض كنيم مخزن A شامل كنتور برق و سيمهاي انتقال است تا انرژي را به ماشين برساند. اين مخزن يك سيستم واقعي با توان منفي است، زيرا روي خودش كار كار منفي (هرچند ناچيز) انجام مي دهد. انرژي E1 وارد ماشين آلات مي شود. ماشين آلات نيز يك سيستم واقعي است و روي خودش كار منفي انجام مي دهد. بهمين ترتيب مخزن C نيز يك سيستم واقعي است و روي خودش كار منفي انجام مي دهد. بهمين دليل هر كدام از سيستمهاي A, B, C كه از بيرون تغذيه نشوند، بمرور توانش تحليل مي رود و توانايي انجام هيچ كاري را نخواهد داشت. انرژي تلف شده به محيط (محيط كارخانه) منتقل مي شود.

 

نظريه سي. پي. اچ. و قوانين ترموديناميك

در اينجا قوانين ترموديناميك را از ديدگاه نظريه سي. پي. اچ. بررسي مي كنيم. در نظريه سي. پي. قوانين ترموديناميك و انتروپي با توجه به دستاوردهاي فيزيك مدرن بطريقي بيان مي شود كه قانون بعدي مكمل قانون قبلي باشد:

قانون اول ترموديناميك (ديدگاه كلاسيك)

قانون اول ترموديناميك از ديدگاه نظريه سي. پي. اچ.

هر سيستمي روي خودش كار منفي انجام مي دهد كه مقدار آن برابر است با تابش ذاتي سيستم. براي ثابت ماندن انرژي دروني يك سيستم بايد به سيستم انرژي داده شود، مقدار انرژي لازم براي ثابت نگاه داشتن انرژي دروني سيستم برابر است با كار منفي كه سيستم روي خودش انجام مي دهد. به عبارت ديگر اگر سيستم با توان p روي خودش كار انجام دهد، يعني با توان P تابش كند، براي ثابت نگاه داشتن انرژي دروني سيستم بايد به همين ميزان به سيستم انرژي داده شود.

 

قانون دوم ترموديناميك (ديدگاه كلاسيك)

ويا: هيچ فرآيندي كه تنها نتيجه آن جذب گرما از يك منبع و تبديل گرما به كار باشد، امكان پذير نيست. به بيان ديگر مي‌توان گفت كه امكان ندارد كه تنها اثر يك ماشين چرخه‌اي آن باشد كه بطور مداوم آزمايشهاي مربوط به گرما را از جسمي به جسم ديگر با دماي بالا منتقل كند.

 

قانون دوم ترموديناميك از ديدگاه نظريه سي. پي. اچ. بعبارت ديگر، اگر به يك فرايند كه انرژي را بكار تبديل مي كند با با توان p1 انرژي دارده شود، بازدهي فرايند برابر p2 خواهد بود كه از رابطه ي زير به دست مي آيد:

هر فرايندي كه انرژي را به كار تبديل مي كند، داراي توان منفي p است كه برابر است با كاري كه فرايند روي خودش انجام مي دهد كه موجب تابش مي شود. بنابراين هيچ ماشين آرماني كه بتواند همه ي انرژي دريافتي را بكار تبديل كند وجود ندارد.

p2=p1-p

از آنجاييكه هر سيستمي با توان p>0 روي خودش كار منفي انجام مي دهد، بنابراين همواره  P21

 

 

حسين جوادي

 

 

قانون سوم ترموديناميك از ديدگاه نظريه سي. پي. اچ.

 

 

هر سيستمي با توان p روي خودش كار منفي انجام مي دهد، طي هيچ فرايند فيزيكي وجو ندارد كه بتوان p يك سيستم را صفر كرد.

 

انتروپي (ديدگاه كلاسيك)

انتروپي پخش شدن خود به خودي انرژي را نشان مي دهد: در يك دماي خاص،چه مقدار انرژي در يك فرآيند پخش مي شود يا با چه وسعتي پخش مي شود. بعبارت ديگر انتروپي (S) كميتي ترموديناميكي است كه اندازه‌اي براي درجه ي بي‌نظمي در هر سيستم است. هر چه درجه ي بي‌نظمي بالاتر باشد، آنتروپي بيشتر است.

انتروپي از ديدگاه نظريه سي. پي. اچ.

انتروپي يك سيستم برابر است با كار منفي كه سيستم روي خودش انجام مي دهد و موجب تابش انرژي با توان p مي گردد. هرچه توان سيستم در تابش بيشتر باشد، انتروپي آن نيز بيشتر است. بنابراين اگر انتروپي سيستم را با S نشان دهيم، خواهيم داشت:

S=p

اگر كار منفي يك سيستم روي خودش را كه موجب تابش آن سيستم مي شود، بعنوان يك اصل بپذيريم كه با تجربه كاملاً تطبيق مي كند، تمام قوانين ترموديناميك را مي توان با استفاده از آن بسادگي و به وضوح تعريف كنيم. 

 

+ نوشته شده در  87/04/23ساعت 21  توسط tehran  | 

گريس ماده اي است جامد يا نيمه جامد كه از تركيب يك ماده پركننده و صابون (Thickener) ، در داخل روغن به دست مي آيد. البته ممكن است ساير موادي كه بتواند بر خاصيت آن بيفزايد نيز در آن به كار گرفته شود. روغن هاي معدني (مشتقات نفتي) و يا سنتتيك ماده اصلي تشكيل دهنده گريس است كه در حدود80 درصد آن را تشكيل مي دهند و نقش مهمي در قوام آن دارند. در صورتي كه اين ماده با كيفيت نامناسب مورد استفاده قرار گيرد ساختار گريس بسيار ضعيف و ناپايدار شده و در شرايط سخت به صورت دو فاز (روغن و صابون) در آمده و به قطعات و ماشين آلات صدمه بسيار وارد خواهد كرد. دومين ماده اصلي تشكيل دهنده گريس، صابون است كه آن نيز داراي انواع مختلف مي باشد. براي ساخت گريس، صابون در داخل روغن به وسيله حرارت تركيب و پخته مي شود. دراين مرحله، صابون در روغن، كريستاليزه شده و توليد الياف (Fibers) مي كند و تركيب به صورت ژلاتيني حاصل مي شود. سپس گريس در دماي قابل تخليه درون ظروف تخليه مي شود. لازم به تذكر است كه در برخي از انواع گريس تشكيل اين رشته ها در داخل گريس، بعد از اتمام پخت تا مدت طولاني ادامه پيدا مي كند.

نامگذاري
: گريس را با پايه صابوني آن مي شناسند. عمده ترين صابون هاي سازنده گريس شامل صابون كلسيم (در گريس هاي كاپ وشاسي)، سديم (در گريس هاي R.B.B ، فايبر يا با نام تجاري والوالين) ، صابون ليتيم (در گريس هاي مالتي پرپوز و ماهان) ، غير آلي (در گريس نسوز يا بنتون) و ساير صابون ها مانند آلومينيوم.

ساخت صابون: اين ماده خود نيز از پخت چربي ها (اسيد هاي چرب) و مواد قليايي به دست مي آيد. صابون در بسياري از گريس ها بايستي از قبل تهيه شود. براي اين منظور مواد اوليه به درون دستگاه پخت صابون بنام اتوكلاو، تزريق شده و تحت فشار قرار مي گيرد. سپس اين دستگاه به طور كامل بسته شده و مانند ديگ هاي زودپز تحت فشار قرار مي گيرد. اين دستگاه داراي جداره اي گرمكن از نوع روغن داغ بوده و دماي پخت آن در حدود300 درجه سانتي گراد است. اتوكلاو هم چنين براي اختلاط كامل، داراي همزني است كه در زمان پخت براي يكنواختي كامل مواد از آن استفاده مي شود. بدين ترتيب ساخت صابون با انجام آزمايش ها و نمونه برداري تا به دست آوردن نتيجه كامل ادامه مي يابد.

ساخت گريس: پس از پايان ساخت صابون، مواد به داخل دستگاه پخت گريس بنام «كتل» انتقال يافته و سپس روغن به آن افزوده مي شود. اين دستگاه مشابه اتوكلاو عمل مي كند با اين تفاوت كه تحت فشار قرار نمي گيرد. در زمان پخت، صابون در داخل روغن به صورت كريستال هاي ريز درآمده و مخلوطي به حالت ژلاتيني به وجود مي آورد. رشد كريستال ها در روغن از عمده و حساس ترين مراحل پخت گريس است. اگر از مواد اوليه به ويژه روغن پايه نامرغوب استفاده شود، ساختار كريستال هاي به وجود آمده ضعيف شده و در زمان كاركرد در شرايط عادي و يا سخت، صابون از روغن جدا و گريس خاصيت روانكاري را از دست خواهد داد.
كريستال ها: نوع و اندازه كريستال ها عمده ترين عامل ساختار گريس است. به طور كلي آنها به سه گروه الياف بلند، متوسط و كوتاه طبقه بندي مي شوند. ضخامت اين رشته ها از100 تا0/012 ميكرون متفاوت است. هر چه نسبت طول رشته ها به قطر آنها بيشتر باشد گريس از قوام بهتري برخوردار خواهد بود.

گريد: گريس از نظر طبقه بندي به9 گروه تقسيم شده است. در هر طبقه حدفاصل كوچك ترين تا بزرگترين مقدار،30 و بين هر گروه15 واحد فاصله وجود دارد. حداقل اين مقدار،85 و حداكثر آن475 است. براي تعيين گريد گريس آن را به دماي25 درجه سانتي گراد مي رسانند. سپس دستگاه نفوذ پذيري را كه داراي مخروط استانداردي است، از ارتفاع معين با استفاده از نيروي طبيعي ثقل بر روي سطح گريس گرم شده مي اندازند.
آنگاه مقدار نفوذ اين مخروط را در داخل گريس اندازه گيري كرده و آن را به عنوان شاخص در نظر مي گيرند. اعداد جدول زير ميزان نفوذ مخروط در داخل گريس را به دهم ميليمتر نشان مي دهد.
هر قدر نفوذ اين مخروط در داخل گريس بيشتر باشد نشانگر نرمي بيشتر گريس و اعداد كوچكتر نشان دهنده ساختار سفت گريس است. به طور مثال گريد6(حد115-85) جامد و به صورت بلوك و گريد سه صفر(حد475-445) به شكل مايع و روان است. اين آزمايش طبق استاندارد (ASTM D217) در دو مرحله و به منظور مشخص كردن قوام گريس انجام مي گيرد. در مرحله اول گريس به صورت «كارنكرد» (بدون هيچ گونه كار فيزيكي) و در مرحله دوم به صورت «كاركرد» (با انجام كار فيزيكي) با روش اشاره شده آزمايش مي شود. در مرحله دوم گريس را وارد دستگاهي مي كنند كه صفحه مشبك استانداردي در داخل آن ارتفاعي معين در حدود60 بار به صورت رفت و برگشت حركت مي كند. چون محفظه گريس بسته است درنتيجه صفحه مشبك از درون حفره هاي داخل صفحه عبور مي كند و اين عامل، باعث گسستگي رشته هاي صابوني (كريستال ها) خواهد شد. عدد حاصل از اين آزمايش را عدد كاركرد مي نامند و مبناي استاندارد تعيين گريد گريس است. گريس هاي خوب برگشت پذيرند يعني رشته هاي گسسته شده دوباره ترميم مي شوند. اين خاصيت گريس را خاصيت برگشت پذيري مي نامند. اين خاصيت در عامه گريس ها وجود ندارد و به طور معمول اين نوع گريس ها پس از كاركرد به علت گسستگي كريستال ها، نرمتر مي شوند.

رنگ: رنگ گريس وابسته به روغن پايه و صابوني است كه با آن ساخته شده باشد. اين ويژگي نقشي در مرغوبيت گريس ندارد. ممكن است برخي تصور كنند كه رنگ روشن تر نشانه مرغوبيت گريس است، اين مساله از نظر علمي صحيح نيست.
پركننده ها: اين مواد براي كاربردهاي خاصي به صورت جامد و يا مايع به گريس اضافه مي شوند. به طور مثال ادتيوهاي افزايش دهنده تحمل فشار (EP) ، از جمله رايج ترين آنها هستند.

نقطه قطره اي شدن: در اين درجه دما گريس از حالت جامد تبديل به مايع شده و با بالا رفتن درجه حرارت كاملاً روان مي شود.
عمر سرويس و طول عمر گريس و فواصل زماني تعويض آن از مهم ترين سئوالات مصرف كنندگان است. به طور معمول بيشتر شركت هاي سازنده دستگاه ها، دستور العمل هاي گريس كاري و نوع آن را تعيين مي كنند. در صورت عدم دسترسي به اطلاعات در اين مورد مراجعه به كاتالوگ هاي سازندگان گريس براي انتخاب نوع گريس مناسب بهترين روش است.
لازم به تذكر است كه به علت چسبندگي گريس، بيشتر ذرات آلاينده كه در گريس باقي مي ماند كه در صورت عدم تعويض به موقع، باعث سائيدگي و خورندگي بيشتر آن قطعه خواهد شد. گريس همانند روغن مي بايست در فواصل معين تعويض شده و فاصله زماني اين تعويض بستگي به نوع كاربرد آن دارد و اين عمل باعث روانكاري بهتر، طول عمر و تضمين سلامت كاركرد دستگاه ها خواهد شد

+ نوشته شده در  87/04/22ساعت 14  توسط tehran  | 

لاستيكها

از ويژگي برجسته لاستيكها مدول الاستيسيته پايين آنها است همچنين مقاومت شيميايي و سايشي و خاصيت عايق بودن آنها باعث كاربردهاي بسيار در زمينه خوردگي ميگردد . مثلا لاستيكها با اسيد كلريدريك سازگارند و به همين دليل لوله ها و تانكهاي فولادي با روكش لاستيكي سالهاست مورد استفاده قرار ميگيرند .

نرمي لاستيكها نيز يكي ديگر از دلايل كاربرد فراوان اين مواد ميباشد مانند شيلنگها، نوارها و تسمه ها ، تاير ماشين ‍‍و …

لاستيكها به دو دسته تقسيم ميشوند :

1 . لاستيكهاي طبيعي 2 . لاستيكها ي مصنوعي

بطور كلي لاستيكهاي طبيعي داراي خواص مكانيكي بهتري هستند مانند مدول الاستيسيته پايينتر ، مقاومت در برابر بريدگي ها و توسعه آنها اما در مو رد مقاومت خوردگي لاستيكهاي مصنوعي داراي شرايط بهتري هستند.

لاستيكها ي طبيعي

لاستيك داراي مولكولهاي از ايزوپرن ( پلي ايزوپرن ) مي باشد و به صورت يك شيره مايع از درخت گرفته مي شود ، ساختمان كويل شكل آن باعث الاستيسيته بالاي اين ماده مي شود (100 تا 1000 درصد انعطاف پذيري).

محدوديت حرارتي لاستيك نرم حدود 160 درجه فارنهايت است ، اين محدوديت با آلياژ سازي تا حدود 180 درجه فارنهايت افزايش مي يابد. با افزايش گوگرد و حرارت دادن لاستيك سخت تر و ترد تر مي شود. اولين با ر در 1839 چارلز گودير اين روش را كشف كرد و آن را ولكا نيزه كردن ناميد ، حود 50% گوگرد باعث جسم سختي بنام ابونيت ميگردد كه براي ساخت توپ بولينگ مورد استفاده قرار مي گيرد . مقاومت خوردگي معمولا با سختي نسبت مستقيم دارد .

مدول الاستيسيته براي لاستيكها ي نرم و سخت بين 500 تا 500000 پوند بر اينچ متغير است.

لاستيكها ي مصنوعي

در جنگ جهاني دوم وقتي منابع اصلي لاستيكها بدست دشمن افتاد نياز شديدي براي جايگزيني آن توسط يك ماده مصنوعي احساس مي شد. در اوايل دهه 1930 نئوپرن توسط دوپنت بدست آمد ،اين ماده پنجمين ماده استراتژيك در جنگ جهاني بود. امروزه لاستيكها ي مصنوعي زيادي شامل تركيباتي با پلاستيكها وجود دارند.

فيلرهاي نرم كننده و سخت كننده مختلفي براي بدست آوردن خواصي چون الاستيسيته ، مقاومت در برابر خوردگي و مقاومت در برابر حرارت با هم تركيب مي شوند كه در ادامه به معرفي چند تا از اين مواد ميپردازيم :

1 . نئوپرن و لاستيك نيتريل در مقابل نفت و گاز مقاومند. يكي از اولين كاربردهاي آن در شيلنگهاي پمپ بنزين است .

2 . لاستيك بوتيل : خاصيت برجسته اين لاستيك عدم نفوذ پذيري در مقابل گازهاست اين خاصيت باعث استفاده آن در لوله هاي داخلي و تجهيزات كارخانجات مواد شيميايي مثلا آبندي تانكرهاي حمل گاز مي باشد. همچنين اين لاستيك مقاومت خوبي در برابر محيطهاي اكسيد كننده مانند هوا و اسيد نيتريك رقيق دارد .

3 . لاستيك سيليكون : مقاومت حرارتي اين لاستيك در حدود 580 درجه فارنهايت مي باشد .

4 . پلي اتيلن كلرو سولفاته شده : داراي مقاومت عالي در محيطهاي اكسيد كننده مثل 90% اسيد نيتريك در درجه حرارت محيط ميباشد .

لاستيكهاي نرم در مقابل سايش بهتر عمل مي كنند . روكشها مي توانند از لايه هاي سخت و نرم تشكيل شوند.

پلاستيك ها

در 15 سال اخير كاربرد پلاستيك ها بشدت افزايش يافته است . يكي از انگيزه هاي اوليه براي بدست آوردن اين مواد جايگزيني توپهاي عاجي بيليارد بوسيله يك ماده ارزانتر بود.

پلاستيك ها توسط ريختن در قالب ، فرم دادن ، اكستروژن و نورد توليد مي شود و به صورت قطعات توپر، روكش، پوشش، اسفنج، الياف و لايه هاي نازك وجود دارند . پلاستيك ها مواد آلي با وزن مولكولي بالا هستند كه مي توانند به شكلهاي مختلف در آيند .بعضي از آنها به صورت طبيعي يافت مي شوند ولي اكثر آنها به صورت مصنوعي به دست مي آيند .

بطور كلي پلاستيك ها در مقايسه با فلزات و آلياژها خيلي ضعيفتر ، نرمتر ، مقاومتر در برابر يونهاي كلر و اسيد كلريدريك ، مقاومت كمتر در برابر يونهاي اكسيد كننده مثل اسيد نيتريك ، مقاومت كمتر در برابر حلالها و داراي محدوديت حرارتي پايينتر مي باشد . خزش در درجه حرارتهاي محيط يا سيلان سرد از نقطه ضعفهاي پلاستيك ها بويژه ترموپلاستها مي باشد.

پلاستيك ها : ترموستها و ترموپلاست ها

ترموپلاست ها با افزايش درجه حرارت نرم مي شوند و موقعي كه سرد مي شوند به سختي اوليه باز مي گردند . اكثر آنها را مي توان ذوب نمود .

ترموست ها با افزايش درجه حرارت سخت مي شوند و با سرد شدن سختي خود را حفظ مي كنند و با حرارت دادن تحت فشار شكل مي گيرند و تغيير شكل مجدد آنها ممكن نيست ( قراضه آن قابل استفاده نيست ) .

خواص پلاستيكها را مي توان با افزودن مواد نرم كننده ، سخت كننده و فيلر بطور قابل ملاحظه اي تغيير داد . پلاستيكها مانند فلزات خورده نمي شوند .

در جداول زير به مقايسه ترموپلاست ها و ترموست ها از نظر خواص فيزيكي و مكانيكي ميپردازيم.

ترمو پلاستها

نام ماده استحكام كششي انعطاف پذيري % سختي راكول مدول الاستيسيته وزن مخصوص
Pvc سخت 6000 20 - 2 110 400 4/1
نايلون 10000 45 110 400 14/1
فلورو كربنها 2500 250-100 70 60 13/2
متيل متا اكرپلات 8000 5 220 420 19/1
پلي پروپيلن 5000 700-10 90 200 91/0

ترموستها

نام ماده استحكام كششي انعطاف پذيري % سختي راكول مدول الاستيسيته وزن مخصوص
اپوكسي 10000 0 90 1000 1/1
فئوليكها 7500 0 125 1000 4/1
پلي استر ها 4000 0 100 1000 1/1
سيليكونها 3500 0 89 1200 25/1
اوره 7000 0 115 1500 48/1

حال به توضيح سه مورد از هر جدول ميپردازيم :

1 . ترمو پلاستها

فلورو كربنها :

تفلون و كل اف و فلورو كربنها فلزات نجيب پلاستيكها هستند به اين معني كه تقريبا در تمام محيطهاي خورنده تا دماي 550 درجه فارنهايت مقاوم هستند . اينها از كربن و فلور ساخته شده اند اولين تترا فلوراتيلن توسط دوپنت توليد شد و تفلون نام گرفت .تفلون علاوه بر مقاومت خوردگي ، داراي ضريب اصطكاك كمي است كه مي تواند مانند يك روغن كار سطح فلزاتي كه بر روي هم سايش دارند از خورده شدن در اثر اصطكاك (خوردگي فيزيكي) محافظت كند.

پلي ونيل كلرايد(پي .وي .سي ) :

اين ماده اساسا سخت است ولي با اضافه كردن مواد نرم كننده و وينيل استات ميتوان آنرا نرم نمود . كاربرد اين ماده در لوله ها و اتصالات ، دودكشها ، هواكشها، مخازن و روكشها مي باشد .

پلي پروپيلن :

پلي پروپيلن ، پرو فاكس و اسكان براي اولين بار در ايتاليا بوجود آمدند و داراي مقاومت حرارتي و خوردگي بهتري نسبت به پلي اتيل بوده و همچنين از آن سخت تر هستند .براي ساخت والو ها ، بطريهايي كه توسط حرارت استريل مي شوند و لوله و اتصالات به كار مي رود.

2 . ترموستها

سيليكونها :

سيليكونها داراي مقاومت حرارتي بسيار خوبي هستند . خواص مكانيكي با تغيير درجه حرارت تغيير كمي ميكند .يكي از مواد تشكيل دهنده اين ماده سيليسيم است كه ديگر پلاستيكها چنين نيستند. سيليكونها بعنوان تركيبات قالبگيري ، رزينهاي ورقه اي و بعنوان عايق در موتورهاي برقي استفاده مي شود اما مقاومت آنها در مقابل مواد شيميايي كم است.

پلي استرها :

پلاستيكهاي پلي استر ، داكرون ، ديپلون و ويبرين داراي مقاومت خوردگي شيميايي ضعيفي هستند .مورد استفاده اصلي پلي استر ها در كامپوزيتها بصورت الياف مي باشد . مثلا كامپوزيت پلي استر تقويت شده و شيشه داراي چنا ن مقاومتي ميشود كه در بدنه اتومبيل و قايق مورد استفاده مي گردد.

فنوليكها :

مواد فنوليكي(باكليت) ،دارز ، رزينوكس از قديمي ترين و معروفترين پلاستيكها هستند .اين مواد عمدتا بر اساس فنول فرم آلدئيدها هستند. كاربردهاي آن عبارتند از : بدنه راديو ، تلفن ، پريز ، پمپ ، سر دلكو و غلطكها

+ نوشته شده در  87/04/22ساعت 14  توسط tehran  | 

به طور كلي در تعريف عطر ميتوان گفت كه عطر مجموعه اي از مواد خوشبو كننده بعلاوه يك حلال مناسب است اجزاي اصلي يك عطر را 1- حلال يا حامل 2- مواد تثبيت كننده 3- عناصر خوشبو تشكيل ميدهند .

حاملها يا حلال :از حلالهاي جديد و پركار امروزي براي نگهداري مواد معطر مخلوط اتيل الكل بسيار خالص به همراه مقدار كم يا زياد آب است . ميزان آب بر طبق انحلال پذيري روغنهاي مورد استفاده تعيين ميشود . حلال مذكور بدليل فراريت بالايي كه دارد پخش بويي را كه حمل ميكند آسان ميسازد و ضمن آنكه تاثير سوئي هم بر پوست و همچنين واكنش خاصي با مواد حل شونده ندارد . اما قبل از هر چيز بايد بوي الكل از بين برود كه براي اينكار از مواد برطرف كننده بو يا پيش تثبيت كننده استفاده ميشود از موادي كه چنين كاري را انجام ميدهند ميتوان به صمغ بنزويين و يا ديگر تثبيت كننده هاي رزيني اشاره كرد كه اين مواد به الكل اضافه ميشوند و بعد از مدت يك يا دو هفته الكل تقريبا بي بو بدست مي آيد ، بوي خام طبيعي آن با رزين خنثي ميشود .

تثبيت كننده ها : به طور كلي در يك محلول حاوي مواد معطر و فرار ، جزئي كه فراريت بالاتري دارد اول تبخير ميشود ، و از آنجايي كه مجموعه مواد مختلف ايجاد بوي معطر ميكنند بايد بر اين اشكال غلبه كرد براي همين از يك تثبيت كننده استفاده ميكنند ، ماده ايكه فراريت پايين تر از روغنهاي عطري دارند و سرعت تبخير اجزاي تشكيل دهنده و معطر را كند و يكسان ميكنند .

از انواع تثبيت كننده ها ميتوان به 1- ترشحات حيواني نظير مشك و عنبر و … 2- محصولات رزيني كه بر اثر آسيب ديدگي و يا بطور طبيعي از گياهان خاصي ترشح ميشوند مانند:بنزويين و صمغ يا ترپنها 3-روغنهاي اسانسي كه هم بوي خوش و هم نقطه جوش بالاتر از حد متعارف {285-290درجه سلسيوس}دارند مانند مرموك و صندل و ….4-مواد تثبيت كننده سنتزي : برخي از استرهاي نسبتا بي بو با نقطه جوش بالا مانند گيسريل دي استات نقطه جوش 259درجه سلسيوس و اتيل فتالات با نقطه جوش 295 درجه بنزيل بنزوات با نقطه جوش 323 درجه سلسيوس و همچنين مواد كه بوي خاصي دارند و پس از اضافه شدن به مجموعه مواد معطر بوي خود را منتقل ميكنند مانند : آميل بنزوات ، استوفنون، استرهاي الكلي سيناميك ، استر هاي اسيدي سيناميك و….

مواد خوشبوي موجود در عطر : به طور كلي مواد خوشبوي موجود در عطرها به موارد زير تقسيم ميشوند : 1- روغن اسانسي 2- مواد مستقل 3- مواد شيميايي سنتزي يا نيم سنتزي

روغنهاي اسانسي :در حقيقت از نوع روغنهاي خوشبوي فرار با منشاء گياهي هستند . البته بايد ميان روغنهاي بدست آمده از عطرگيري با روغنهاي جاذب يا استخراج توسط حلال و روغنهاي اسانسي بازيابي شده توسط تقطير تفاوت قائل شد . در روغنهاي حاصل از تقطير ممكن است اجزاي سازنده غير فرار و اجزايي كه بدليل تقطير از بين رفته اند را نداشته باشد ، به طور كلي ميشود گفت در عمل تقطير ما قسمتي از مواد مورد نياز مان را از دست ميدهيم بعنوان مثال : گل محمدي كه فنيل الكل در بخش آبي محصول تقطير از بين ميرود و يا عصاره بهار نارنج كه روغن تقطير شده بخش بسيار كوچكي از متيل آنترانيلات است در حالي كه روغن استخراج شده ممكن است حدود يك ششم اين جزء سازنده را داشته باشد . روغنهاي اسانسي در اصل در آب نامحلول و در حلالهاي آبي محلول هستند ، همانطور كه در مورد گلاب و عصاره بهار نارنج ديده ميشود مقدار كافي روغن ممكن است در آب حل شود و بوي تندي به محلول بدهند . اين روغنهاي به قدر كافي فرار هستند كه در بيشتر مواد هنگام تقطير تغيير نميكنند و همچنين با بخار آب فرار هستند و رنگشان از بي رنگ تا زرد يا قهوه اي است يك روغن اسانسي معمولا مخلوطي از تركيبات است . تركيباتي را كه در روغنهاي اسانسي بوجود ميآيند ميتوان بصورت زير دسته بندي كرد :

استرها : عمدتا بنزوييك ؛استيك ؛ سالسيليك ؛ و سيناميك اسيدها . الكلها : منتول و بورنئول و.. . آلدهيدها : بنزآلدهيد ؛ سينامالدهيد ؛ سيترال ، اسيدها : بنزوييك ؛ سيناميك ؛ ايزووالريك در حالت آزاد . فنولها: تيمول ؛ اوژنول ، كارواكرول . كتونها : كارون ؛ منتون؛ ايرون ؛كامفور و…لاكتونها: كومارين و.. ترپنها : كامفئين ؛ پينن ؛ ليمونن؛ سدرين ؛ فلاندرين وهيدروكربنها : سيمين ؛ استيرن ؛ فنيل اتيلن

در گياهان زنده روغنهاي اسانسي احتمالا در متابوليسم يا حفاظت در برابر دشمن دخالت دارند ، هر بخش از گياهان يا تمام بخشها ممكن است حاوي روغن باشند ، روغنهاي اسانسي در غنچه ها ؛ گلها ؛ برگها ؛ پوست ؛ ساقه ؛ ميوه ؛ تخمها ؛ چوب ؛ريشه ها و ساقه هاي زير زميني و در برخي از درختان در ترشح صمغ روغني يافت ميشود . روغنهاي فرار را ميتوان از گياهان با روشهاي گوناگوني بدست آورد كه عبارتند از : فشردن ؛ تقطير ؛ استخراج با حلالهاي فرار ؛ روغن هاي جاذب و خيساندن ، لازم به ذكر است كه استخراج با حلالهاي فرار يك روش جديد است كه ميتواند جايگزين روشهاي ديگر شود اما از تقطير گرانتر است ، بيشتر روغنها معمولا بوسيله تقطير با بخار آب بدست مي آيند . اما در برخي از روغنها دما اثر معكوسي دارد مثل روغن مركبات كه با فشردن پوست آنها روي اسفنج بدست ميآيند، روغني كه به اسفنج منتقل ميشود در مراحل بعدي با فشردن اسفنج جمع مي گردد . در برخي ازگلها بوسيله تقطير روغني بدست نمي آيد يا روغن آنها در اثر تقطير تخريب ميشود براي همين از روشهاي ديگري استفاده ميشود . از بين روشها ي ذكر شده به توضيح مختصر تقطير با بخار آب مي پردازيم .

تقطير با بخار آب: گلها و گياهان داراي برگ باريك داخل دستگاه تقطير ريخته ميشوند ، برگها وريشه هاي آبدار و ساقه هاي كوچكتر بايد به ذرات كوچكي تبديل شوند ؛ مواد خشك پودر ميشوند ؛ چوبها و ريشه هاي سفت به قطعات كوچكي خرد ميشوند ؛ انگور در حالت طبيعي به دستگاه خورانده ميشود چون گرماي تقطير به سرعت فشار كافي براي شكافتن پوسته بيروني آنها فراهم ميكند ، تقطير معمولا در فشار جو انجام ميشود مگر اينكه اجزاي روغن هيدروليز شوند در آن صورت بهتر است كه در خلا انجام شود ، در بيشتر موارد تقطير به روش سنتي انجام ميشود ، مانند گلاب گيري كه البته كارايي اين روشها پايين است و روغن با مواد ديگري همانند آكرولئين ؛ تري متيل آمين و مواد كرزوت آلوده ميشود . روش هم بدين صورت است كه از بشكه هاي روغن يا ديگهاي مسي مجهز به لوله هاي چگالنده هستند كه از ميان حمام آبي ميگذرند . مواد و آب به درون دستگاه تقطير ريخته ميشود و يك آتش مستقيم از موادي كه از تقطير پيش برجا مانده در زير دستگاه روشن ميشود .بدين ترتيب با عمل تقطير روغن گيري انجام ميشود

مطالب تكميلي:

اول از همه بايد بدونين كه همه عطرا يه مخلوطي از مواد طبيعي (عصاره گياهان) و مواد مصنوعي (براي تقويت بو و افزايش مدت تاثير اون) هستن. الكل به عنوان مايع اصلي تشكيل‌دهنده هر عطر هست و نسبت مخلوط شدنش با اسانسهاي معطر، باعث نامگذاري محصول نهايي ميشه. دليل استفاده از الكل اينه كه الكل با خاصيت تصعيد شدن و انتشار به اطراف بدنتون باعث ميشه ديگران تا فاصله چند متري بفهمن كه شما عطر زدين.

اگه تو يه عطري ميزان مواد معطر بين 20 تا 40 درصد باشه (و باقيش الكل و يه كم آب باشه) به اون عطر ميگن perfume كه اين نوع عطر از همه انواع ديگه خالصتره و دوام بيشتري داره و در نتيجه گرونتر هم هست. اودوپرفيوم ( eau de perfume) حاوي 15 تا 22 درصد مواد معطره هست و متداولترين نوع عطر هم همينه كه هم ميزان دوام و پايداري رايحه اون زياده و هم اينكه قيمتش نسبت به قبليه كمتره.
اودوتوالت (eau de toilette) به عطري ميگن كه درصد مواد معطره اون بين 8 تا 15درصد باشه. اين عطرا معمولا يه بوي ملايم و كم دوام دارن و بيشتر مناسب اسپري بدن هستن كه بدرد پريدن خواب از سر و استفاده در محيط كار ميخورن.

ادوكلن (eau de cologne) هم در اصل همون اودوتوالته كه البته اشاره‌اش به يه رايحه خاص هست كه توسط ناپلئون بكار برده ميشد منتها الان ديگه يه اصطلاح عام شده. بعضيا بهش ميگن eau fraiche. از همه انواع ديگه ارزونتره و درصد مواد معطرش هم كمتره (حدود 4 درصد).
بقيه لوازم معطر رو ميشه در رده‌هاي بعدي قرار داد. مثلا افترشيو، دئودورانت، ژل حموم، لوسيون بدن و غيره.
ميزان دوام عطر رو بدن هر فرد علاوه بر نوع عطر به خصوصيات پوست اون شخص هم بستگي داره. كلا كسايي كه پوستشون روشن و خشكه بوي عطر رو كمتر نگه ميدارن تا كسايي كه پوست چرب دارن. چون پوست چرب رطوبتي داره كه مواد معطر رو در خودش نگه ميداره. يه پارامتر ديگه‌‌اي هم كه هست ph يا اسيديته پوست هر كسه كه اونم روي دوام بوي عطر تاثير داره

+ نوشته شده در  87/04/22ساعت 14  توسط tehran  | 

فسفرسانس و فلوئورسانس پديده هايي هستند كه در آنها يك ماده خاص كه بطور عام به آن فسفر گفته ميشود پس از قرار گرفتن در مقابل نور مرئي يا غيره مرئی يا حرارت ( تحريك شده ) اين انرژي را در خود ذخيره مي كند و سپس آن انرژي را بصورت طيفي از امواج مرئي در طول مدت زماني منتشر مي كند . اگر اين بعنوان شباهت اين دو پديده باشد تفاوت آنها در اختلاف زماني بين اين دو دريافت و تابش يا به عبارت ديگر دوام تابش است . اگر زمان تحريك كمتر از ۱۰ به توان ۸- ثانيه باشد، اين پديده را Fluorescent مي ناميم و اگر زمان تحريك بيش از ۱۰ به توان ۸- ثانيه باشد آن را Phosphorescent مي ناميم.به عبارتي در فسفرسنس تحريك طولاني تر و تشعشع طولاني تري داريم و در فلوئورسنس تحريك كوتاهتر تر و تشعشع كوتاهتري تري داريم.

در فلوئورسانس كه نمونه آن نور مهتابي يا صفحه تلويزيون است تابش آني است و تقريبا” بلافاصله بعد از قطع نور تمام ميشود . در حالي كه در فسفرسانس ماده بعد از قطع نور نيز تا مدتي به تابش ادامه ميدهد كه مقدار آن بسته به ماده مورد استفاده مي تواند از چند ثانيه تا چندين روز طول بكشد . در فلوئورسانس برانگيختگي ميان دو تراز اصلي با انرژي هاي E1,E2 اتفاق مي افتد كه جابجايي بين أنها كاملا” أزاد است .الكترون با دريافت انرژي بر انگيخته شده وبه تراز E2 مي رود وپس از 8تا 10 ثانيه دوباره به تراز اول بر مي گردد و فتوني با انرژي E2-E1 تابش مي كند اما در فسفرسانس ماجرابدليل وجود يك تراز مياني كمي پيچيده تر است اين تراز كه مابين تراز پايه و برانگيخته قرار دارد تراز نيمه پايدار مي باشد و مانند يك دام براي الكترونها عمل ميكند به خاطر شرايط خاص اين تراز انتقال الكترون از أن به ساير ترازها ممنوع واحتمال أن بسيار كم است بنابراين چنانچه الكتروني پس از برانگيختگي از تراز E2 در دام تراز نيمه پايدار بيافتد انجا مي ماند تا زماني كه به طريقي ديگر مجددا” برانگيخته شود وبه تراز E2 برگردداين اتفاق مي تواند تحت تاثير جنبشهاي گرمايي اتمها يا مولكولهاي مجاور ويا برانگيختگي نوري روي دهد اما احتمال وقوع أن بسيار كم است به همين دليل چنين الكترونهايي تا مدتها در تراز مياني مي مانند (بسته به ساختار اتمي ماده و شرايط محيطي) وهمين عامل تاخير در باز تابش بخشي از انرژي دريافت شده است.تحريك اين ماده ها به گونه هاي مختلف انجام مي شوند: بمباران فوتوني، الكترونها، يونهاي مثبت، واكنشهاي شيميايي، گرما و گاهي اوقات ( مخصوصاً در جانداران ) تنش هاي مكانيكي… راز کرمهای شب تاب در فسفرسانس است.

برای ساختن مواد درخشنده در تاريکی بايد فسفری وجود داشته باشد که با استفاده از نور معمولی انرژی بگيرد و طول تابش ان زياد باشد.برای مثال دو فسفری که اين ويژگی ها را دارند مثل ( Zinc Sulfide ) و ( Strontium Aluminate ). که ( Strontium Aluminate ) بهتر است برای طول تابش بيشتر. اين مواد با پلاستيک مخلوط ميکنند و مواد درخشنده در تاريکی را ميسازند.

بعضی مواقع ممکن است شما موادی را ببينيد که ميدرخشند ولی به انرژی احتياجی ندارند!يکی از ان مثالها بروی عقربه های ساعتهای گران قيمت است.درانها فسفر با يک عنصر راديو اکتيو مخلوط شده (مثل راديوم- radium) که ان عنصر با انتشار راديو اکتيو فسفر را مرتبا با انرژی ميکند.

شرحي از نحوه ي كار لامپ هاي فلوئورسنت :

در اين لامپها يك تخليه ي الكتريكي در محيطي از بخار جيوه و يك گاز خنثي ( مانند آرگون ) انجام مي شود. بخار جيوه بر اثر اين تخليه ي انرژي و جذب اين انرژي، شروع به تشعشع مي كند و طول موج اين تشعشع ۲۵۳۷ آنگستروم است كه در محدوده ي طيف UV ( فرا بنفش ) است.
از ديگر سوي، دبواره ي داخلي لامپ را با مواد فسفرسنتي پوشش مي دهند و اين مواد توسط اشعه ي UV تحريك شده، نور مرئي تابش مي كنند. در دهه ي ۱۹۴۰ اين پوشش Zn2SiO4 (سيليكات زيركونيم) بود و از Mn بعنوان Activator استفاده مي كردند. بعدها يك محلول فسفاتي به صورت Ca5.(PO4)3.(Cl,F).Sb3+ion.Mn2+ion - كه Sb3+ion يعني يون ۳ بار مثبت آنتيموان - استفاده شد كه Activator ان، Sb ( آنتيموان ) بود.

چه موادي اين گونه هستند (نام عنصر ها) و رنگ نور انها به چه بستگي دارد؟

زمان عملكرد كوتاه
ماده ي زمينه Activator رنگ تشعشع كاربرد
CaWO4 بدون Activator آبي لامپ آبي
CaWO4 Pb آبي كم رنگ لامپ آبي
BaSi2O5 Pb فرا بنفش لامپ تشعشع طولاني مدت فرابنفش
Zn2SiO4 Mn سبز لامپ سبز
CaSiO3 Pb3Mn بين زرد و نارنجي لامپ رنگي با كيفيت بالا
Cd2B2O5 Mn نارنجي / زرد لامپ ترنر

زمان عملكرد طولاني
ماده ي زمينه Activator رنگ تشعشع كاربرد
Zn2SiO4 Mn زرد سبز رادار و اسيلوگراف
CaSiO3 Pb3Mn نارنجي رادار
(Zn,Be).SiO4 Mn سفيد تلويزيون هاي دقيق
+ نوشته شده در  87/04/22ساعت 14  توسط tehran  | 

بمب صوتي= يد+ امونياک+ يديد پتاسيم
تری يديد نيتروژن - كافي است اين سه ماده را با هم مخلوط كرده و سپس صاف کنيد و روی صافی را بذاريم خشک شود سپس با يك ضربه (با پا ,چوب,…)به اين ماده صداي بلندي شنيده ميشود.

شمع در شمعدان خود به خود روشن ميشود
-شمع ها قبلا نبايد روشن شده باشند.-قبلا تارهاي فتيله را با سوزن از هم جدا كرده و افشان كنيد.كافي است كه 2 گرم فسفر تهيه كنيد و ان را در 5 برابر حجم خود سولفيد كربنحل كنيد. اگر روي شمع ها يك قطره كوچك سولفيد كربن شامل فسفر بريزيد شمع ها به فاصله ي 10 دقيقه روشن خواهند شد.

دستمال چگونه نمي سوزد؟ كافي است 100 سانتي متر مكعب الكل اتيلك را در 600 سانتي متر مكعب اب مخلوط نماييد دستمال را در ان مايع خيس كنيد سپس با خيال راحت ان را اتش بزنيد و خاطر جمع باشيد كه دستمال هر چند شعله ميكشد اما نميسوزد زيرا الكل مشتعل ميشود ولي بخار ابي كه از دستمال بلند ميشود مانع سختن ان ميگردد!!!!(اين کارها ميتوانند نوعي تردستي باشند)

خورندگي اسيد فلئوريدريك
ايا ميدانستيد اگر بروي يك تكه شيشه پارافين مايع بريزيد و بگزاريد سرد و سفت شود و بعد درون انرا با يك قاشق به هر صورت كه ميخواهيد بتراشيد (يك نوشته يا هر چي)و بعد درون اين طرحتان اسيد فلئوريدريك بريزيد و بگزاريد تا فردا بماند بعد فردا روي شيشه را پاك كنيد تا ديگر اثري نماند ميبينيد كه دور طرحتان خورده شدهاست و اگر ضربه اي به طرحتان بزنيد از جايش در خواهد امد.جالب است نه؟ ميدانيد چرا اين اتفاق ميافتد براي اينكه اسيد فلئوريدريك خورنده شيشه است و پارافين جلوگيرنده اسيد.

تشخيص برخي مواد غذايي
ايا ميدانيد براي تشخيص برخي مواد غذايي چه كار بايد كرد؟ساده است براي تشخيص قند در مواد غذايي كافي است كمي فهلينگ بر روي ان ماده بريزيد اگر به رنگ قرمز در امد بدانيد ان ماده داراي قند است.براي تشخيص پروتئين كافي است كمي اسيد نيتريك روي ان ماده بريزيد اگر به رنگ زرد در امد بدانيد ان ماده داراي پروتئين است.براي تشخيص نشاسته كافي است كمي لوگل روي ماده مورد نظر بريزيد اگر به رنگ سياه در امد, معلوم ميشود ان ماده داراي نشاسته است.

+ نوشته شده در  87/04/22ساعت 14  توسط tehran  |