تحقیق در مورد ترمودینامیک

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 20 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

ترمودینامیک

گرما - دما و دماسنج

فشار

انبساط اجسام

گاز کامل

گرما سنجی و واحدهای آن

گرمای لازم برای تبدیل یخ به آب

تعادل آب و یخ

تعادل آب با بخار آب

فرآیندهای ترمودینامیکی

انرژی درونی

قوانین ترمودینامیک

ماشین های گرمایی

یخچال

گرما

هنگامی که دو جسم با دماهای متفاوت در تماس با یکدیگر قرار گیرند انرژی از

جسم گرمتر به جسم سرد تر میرود به انرژی که در این شرایط منتقل می شود

انرژی گرمایی می گویند

الف - گرما و حرکت مولکولی

میدانید که ماده از مولکولها تشکیل شده است این مولکولها ساکن نیستند بلکه دائما در حال

حرکت هستند  نوع حرکت آنها بستگی به حالت ماده دارد یکی از اثرهای گرما بر ماده

این است که حرکت آنها را سرعتر می کند و فاصله مولکول ها را افزایش می دهد در

نتیجه موجب افزایش طول سطح و حجم جامدات و حجم مایعات و گازها می شود

ب - گرما وانرژی درونی

مولکولهای اجسام چون در حرکتند دارای انرژی جنبشی میباشند و چون بین آنها نیروهای

پیوستگی  وجود دارد به سبب وضع و حالت خود دارای انرژی پتانسیل نیز هستند

هنگامیکه ماده ای را  گرم می کنیم انرژیهای جنبشی و پتانسیل مولکولها هردو افزایش

می یابد مجموع انرژیهای  جنبشی وپتانسیل تمام ملکولهای یک ماده را انرژی درونی یا

گرمایی  آن ماده مینامند

دما

دما کمیتی است نسبی و مقایسه ای و حالت جسم را نشان می دهد به عبارت دیگر درجه

گرمی جسم را نشان می دهد نه انرژی گرمایی آن را

دماسنجها

دماسنج وسیله اندازه گیری دمای اجسام است که بر اساس انبساط اجسام کار می کنند

مدرج کردن دماسنجها

برای مدرج کردن دماسنجها از دو نقطه ثابت در طبیعت استفاده می شود یکی نقطه پایینی

که معمولا نقطه ذوب یخ یا نقطه انجماد آب خالص در فشار یک اتمسفر بوده و دومی نقطه

بالایی که نقطه جوش آب خالص در فشار یک اتمسفر می باشد

الف - سلسیوس یا سانتیگراد

در این دماسنج نقطه ذوب یخ صفر درجه و نقطه جوش آب صد انتخاب شده است و

فاصله  بین صفر وصد به صد قسمت مساوی تقسیم شده است

ب - فارنهایت

نقطه ذوب یخ 32 و نقطه جوش آب 212 انتخاب شده است و فاصله بین به 180 قسمت

مساوی تقسیم شده است

ج - کلوین یا مطلق

نقطه ذوب یخ 273 و نقطه جوش آب 373 و فاصله بین به 100 قسمت مساوی تقسیم

شده است

د - رئومر

نقطه ذوب یخ صفر و نقطه جوش آب 80 درجه و فاصله بین به 80 قسمت مساوی تقسیم

شده است

رابطه دماها در دماسنجهای مختلف

اگر دماسنج سلسیوس دمای جسمی راC ، فارنهایت همان دما را F ، کلوین آن را T

و  رئومر R  نشان دهد رابطه بین آنها به صورت زیر است

فشار

فشار بزرگی نیرویی است که به طور مودی بر واحد سطح اثر می کند

صفر مطلق

پایین ترین دمای ممکن  است که صفر مطلق می نامند در این دما حرکت

مولکولها کاملا متوقف است و انرژی درونی ماده به کمترین مقدار ممکن می رسد رابطه

بین دما کلوین و سلسیوس با توجه به فرمولهای قبل به صورت زیر است

تحقیق در مورد ترمودینامیک

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 15 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

مقدمه :

اساسی ترین کاربرد ترمودینامیک در متالوژی فیزیکی پیش بینی حالت تعادل برای یک آلیاژ است .

در بررسی های مربوط به دگرگونی های فازی ما همیشه با تغییر سیستم به سمت تعادل روبه رو هستیم . بنابراین ترمودینامیک به صورت یک ابزار بسیار سودمند می تواند عمل کند . باید توجه داشت که ترمودینامیک به صورت یک ابزار بسیار سودمند می تواند عمل کند . باید توجه داشت که ترمودینامیک به تنهایی نمی تواند سرعت رسیدن به حالت تعادل را تعیین کند .

تعادل :

یک فاز به عنوان بخشی از یک سیستم تعریف می شود که دارای خصوصیات و ترکیب شیمیایی یکنواخت و همگنی بوده و از نظر فیزیکی از دیگر بخشهای سیستم جداشدنی است . اجزای تشکیل دهنده یک سیستم خاص عناصر مختلف یا ترکیب های شیمیایی است که سیستم را بوجود می آورد و ترکیب شیمیایی یک فاز یا یک سیستم را می توان با مشخص کردن مقدار نسبی هر جزء تشکیل دهنده تعیین کرد .

به طور کلی دلیل رجداد یک دگرگونی این است که حالت اولیه یک آلیاژ نسبت به حالت نهایی ناپایدارتر است اما پایداری یک فاز چگونه تعیین می شود ؟ این پرسش به وسیله ترمودینامیک پاسخ داده می شود . برای دگرگونی هایی که در دما و فشار ثابت رخ می دهد پایداری نسبی یک سیستم از انرژی آزاد گیبس G آن سیستم مشخص می شود .

انرژی آزاد گیبس یک سیستم به صورت زیر تعریف می شود :

( 1-1 ) G=H-TS

که H آنتالپی T دمای مطلق و S آنتروپی سیستم است . آنتالپی میزان گنجایش حرارتی سیستم مورد نظر است و به وسیله رابطه زیر بیان می شود .

( 2-1 ) H=E+PV

که E انرژی درونی سیستم P فشار و V حجم سیستم است . انرژی درونی مجموع انرژی های پتانسیل و جنبشی اتم های درون یک سیستم است . در جامدات انرژی جنبشی تنها ناشی از حرکت ارتعاشی اتم ها است در حالی که در مایعات و گاز ها انرژی جنبشی افزون بر حرکت ارتعاشی اتم ها انرژی انتقالی و انرژی دورانی اتم ها و مولکول ها و گاز ها انرژی جنبشی افزون بر حرکت ارتعاشی اتم ها انرژی انتقالی و انرژی دورانی اتم ها و مولکول های داخل یک مایع یا گاز را نیز در برمیگیرد . انرژی پتانسیل نیز بر اثر اندرکنش ها یا پیوند بین اتم های درون یک سیستم به وجود می آید . هنگامی که یک دگرگونی یا واکنش رخ می دهد حرارت جذب شده یا حرارت آزاد شده به تغییرات در انرژی درونی سیستم ارتباط پیدا می کند اما تغییرات حرارت تابعی از تغییر حجم سیستم نیز بوده و عبارت PV نمایانگر این موضوع است بنابراین در فشار ثابت تغییرات H نشانگر حرارت جذب شده یا آزاد شده است .

هنگامی که یک فاز متراکم ( جامد یا مایع ) را بررسی می کنیم و عبارت PV در مقایسه با E مقدار بسیار کوچکی است که آن را نادیده می گیرند و

عبارت دیگری که در رابطه مربوط به G پدیدار می شود آنتروپی ( S ) بوده که بیانگر میزان بی نظمی سیستم است .

هنگامی یک سیستم را در ( حالت ) تعادل می دانند که در پایدارترین حالت خود قرار گرفته باشد یعنی با گذشت زمان هیچ تغییری در سیستم ایجاد نشود . یک نتیجه مهم از قوانین ترمودینامیک کلاسیک این است که در دما و فشار ثابت یک سیستم بسته ( یعنی سیستمی که جرم و ترکیب شیمیایی آن ثابت است ) هنگامی در تعادل پایدار قرار دارد که انرژی آزاد گیپس آن کمترین مقدار ممکن را داشته باشد یا به شکل ریاضی :

( 3-1 ) dG=O

با توجه به تعریف G ( معادله 1-1 ) ملاحظه می شود که پایدارترین حالت هنگامی رخ می دهد که سیستم کمترین آنتالپی و بیشترین آنتروپی را دارا باشد . بنابراین در دماهای پایین فازهای جامد پایدارتر است چون قویترین اتصال بین اتمی را داشته بنابراین کمترین انرژی درونی ( آنتالپی ) را دارد . در دماهای بالا چون عبارت TS - عبارت غالب است بنابراین فازهایی با بی نظمی بیشتر همچون مایعات و گازها که اتم های آنها به آسانی حرکت کرده و جابه جا می شود پایدارتر است .

تعادل که به وسیله معادله 3-1 تعریف می شود را می توان به صورت ترسیمی نیز نشان داد . اگر انرژی آزاد تمام حالت های فرضی ممکن یک سیستم را محاسبه کنیم آرایش پایدار حالتی خوهد بود که انرژی آزاد آن کمترین مقدار است . این موضوع در شکل یک نشان داده شده است و با این فرض که انرژی مربوط به هر یک از آرایش های اتمی مختلف به صورت نقطه ای روی منحنی موجود قرار می گیرد آرایش یا نظم A نشانگر وجود تعادل