گزارش کار آزمایشگاه شیمی فیزیک ـ تجزیه 28 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 30

آزمایش 1

اندازه‌گیری آنتالپی خنثی شدن اسیدها و بازها

اعضای گروه: جواد سلیمانی ـ حبیب مهرشاد مورخ: 14/ 7 / 84

تئوری:

واحد گرما، کالری است و طبق تعریف 1، کالری مقدار حرارتی است که باید بوسیله یک گرم آب جذب شود تا درجه حرارت آن 1 درجه سانتیگراد بالا رود (گرمای ویژه آب 1Calg-1oC-1=). هر ماده در مقابل گرمای جذب شده ظرفیت حرارتی متفاوت از خود نشان می‌دهد و طبق تعریف، مقدار گرمای لازم برای گرم کردن یک گرم از هر ماده به اندازه یک درجه سانتیگراد ظرفیت حرارتی ویژه آن ماده نامیده می‌شود و ظرفیت حرارتی هر سیستم، مقدار گرمایی است که جذب می‌کند تا دمای آن 1 درجه سانتیگراد بالا رود.

C=q/ΔT (1)

C ظرفیت حرارتی، q مقدار گرمای جذب شده بر حسب کالری و ΔT تغییرات دما می‌باشد.

اگر به یک سیستم مقدار گرما (q) داده شود، مقداری از گرما صرف بالا بردن دمای سیستم (افزایش انرژی داخلی سیستم، Δu) و بقیه صرف انجام کار‌ (W) می‌شود. بنابراین:

q= Δu+W

اگر فرآیندی در حجم ثابت صورت گیرد، کاری انجام نمی‌شود:

W=Pex ΔV

Δv=0

W=0

در نتیجه در حجم ثابت:

Δuqv (2)

که qv همان گرمای ذوب شده، ولی در حجم ثابت برای گاز و یا برای سیستم‌های کندانسه که تغییرحجمی ثابت ندارد، می‌باشد. رابطه (1) را به صورت زیر می‌توان بیان نمود:

(3)

که Cv ظرفیت حرارتی در حجم ثابت و برابر با تغییرات انرژی داخلی به تغییرات درجه حرارت در حجم ثابت می‌باشد.

اگر فرآیندی در فشار ثابت صورت گیرد:

W+PΔV

ΔU=q-PΔV

در فشار ثابت:

H=U+PV → ΔH= ΔU + Δ(PV) = ΔU + PΔV+VΔP

Δh= ΔU+PΔV

ΔH=q-PΔV+PΔV → ΔH=qp (4)

qp گرمای جذب شده در فشار ثابت و ΔH تغییرات آنتالپی سیستم نامیده می‌شود. با قرار دادن مقدار گرما در فشار ثابت، رابطه (1) نتیجه می‌شود:

(5)

که Cp ظرفیت حرارتی در فشار ثابت بوده و برابر با تغییرات آنتالپی نسبت به تغییرات دما در فشار ثابت می‌باشد.

آزمایش نشان می‌دهد که در موقع خنثی شدن محلول رقیق اسید قوی با محلول رقیق قلیایی قوی مقدار حرارت حاصل برای هر مول آب تقریباً ثابت است و ربطی به نوع اسید ندارد.

HCL + NaOH → NaCl + H2O, ΔH=-13.68Kcal

HCL + LiOH → LiCl + H2O, ΔH=-13.7Kcal

HNO3 + KOH → KNO3 + H2O, ΔH=-13.87Kcal

علت ثابت بودن حرارت خنثی شدن، این است که اسیدها و بازهای قو ی و نمک‌های آنها در محلول‌ رقیق به صورت کاملاً یونیزه بوده و عمل خنثی شدن در حقیقت عبارت است از ترکیب یافتن یون هیدورژن با یون هیدروکسیل (OH-) و تولید یک مولکول آب. پس باید در عمل خنثی شدن ΔH حاصل برای یک مول آب ثابت باشد. معمولاً در 20 درجه سانتیگراد، مقدار آن را برابر 7/13- کیلوکالری می‌گیرند و می‌توان نوشت:

H+ + OH- → H2O ΔH = -13.7 Kcal

و این عبارت است از آنتالپی تشکیل یک مول آب از یون‌های OH-, H+، اما در خنثی شدن اسید ضعیف با باز قوی یا باز ضعیف یا اسید قوی و یا اسید ضعیف یا باز ضعیف، حرارت حاصل از مقدار فوق کمتر است. همانطوری که از مثال‌های زیر پیداست:

ΔH: خنثی شدن قلیا اسید

-13.3Kcal سود سوزآور اسیداستیک

-12Kcal آمونیاک اسیداستیک

-3.8Kcal سود سوزآور اسید سولفیدریک

-1.3Kcal آمونیاک اسید سیانیدریک

در این مثال‌ها، خنثی شدن تنها ترکیب یافتن H+ با یون OH نیست، بلکه باید قبلاً اسید یا قلیای ضعیف به صورت دیسوسیه شده درآید تا یون OH-, H+ حاصل شود. حرارت اندازه‌ گرفته شده، عبارت است از مجموع حرارت یونیزاسیون اسید یا قلیای ضعیف و حرارت خنثی شدن. مثلاً در خنثی شدن اسید سیانیدریک با سود سوزآور واکنش کلی عبارت است از:

HCN + NaOH → NaCN + H2O

ΔH=2.9KCal

که در حقیقت مجموع دو واکنش زیر است:

HCN → H+ + CN-

ΔH=x

H+ + NaOH → Na+ + H2O

ΔH=-13.7KCal

پس مطابق قانون هس (جمع‌پذیری آنتالپی تحولات) آنتالپی یونیزاسیون HCN برابر است با:

x – 13.7 = -2.9Kcal x = 10.8KCal

یعنی برای اینکه یک مول اسیدسیانیدریک به یون‌های متشکله دیسوسیه شود، 8/10 کیلوکالری حرارت لازم است (از یونیزاسیون مختصر HCN در محلول آبی رقیق صرف‌نظر می‌شود).

روش کار:

ابتدا یک لیتر محلول سود 2/0 نرمال و 250 میلی‌لیتر اسیدکلریدریک 8/0 نرمال و 250 میلی‌لیتر اسیداستیک 8/0 نرمال تهیه نمایید. نرمالیته هر یک را توسط سود استاندارد 1/0 نرمال در مجاورت فنل فتالئین بدست آورید.

درجه حرارت هر یک از محلول‌ها را توسط یک دماسنج معمولی 100-0 درجه سانتیگراد تعیین کنید. چنانچه دمای آنها بیشتر از دمای آزمایشگاه باشد، آنها را زیر شیر آب سرد قرار دهید تا به دمای آزمایشگاه برسند.

همچنین دمای محلول‌ها باید یکسان باشند. چنانچه دمای محلول‌ها برابر دمای آزمایشگاه و دمای یکدیگر نباشد، خطای بسیار زیادی در گرمای خنثی شدن پیش خواهد آمد (چرا؟).

کالریمتر مورد استفاده شامل یک کالریمتر و یک دماسنج معمولی می‌باشد. بمب کالریمتر را خش و تمیز نمایید. دقیقاً معادل 400 میلی‌لیتر سود 2/0 نرمال را توسط یک استوانه مدرج به داخل بمب منتقل نمایید. دماسنج را وارد بمب نموده و دما را یادداشت کنید. دقیقاً معادل100 میلی‌لیتر اسید کلریدریک 8/0 نرمال را توسط یک استوانه مدرج به داخل بمب کالریمتر اضافه کنید. مشاهده خواهید کرد که به محض مخلوط شدن اسید و باز، واکنش خنثی شدن و ایجاد گرما شروع می‌شود و دماسنج بالا رفتن درجه حرارت سیستم را نشان می‌دهد. افزایش دما در ابتدا بسیار سریع و به تدریج آهسته و بالاخره متوقف می‌شود و بعداً شروع به پایین آمدن می‌‌نماید (چرا؟).

آزمایش فوق را عیناً برای اسید استیک و سود تهیه شده تکرار نمایید. دقت کنید که وسایل مورد استفاده در قسمت دوم حتماً همان‌هایی باشد که در قسمت اول آزمایش بکار گرفته شده است.

محاسبات:

تغییرات درجه حرارت بر حسب درجه سانتیگراد را در دو قسمت آزمایش تعیین کنید. با توجه به رابطه (1)، برای قسمت اول آزمایش، ظرفیت حرارتی کالریمتر (ارزش آبی کالریمتر) محاسبه نمایید.

توجه داشته باشید که گرمای خنثی شدن هنگامی برابر با 13700 کالری است که باز و اسید بکار رفته در هر یک برابر با یک مول باشد، در غیر اینصورت مسلماً مقدار گرمای ایجاد شده متفاوت با آن است.

در مرحله دوم آزمایش، ظرفیت حرارتی کالریمتر در قسمت اول مشخص شده است. این بار با استفاده از رابطه (1) گرمای خنثی شدن را بدست آورده و سپس آن را برای خنثی شدن یک مول اسیداستیک و سود محاسبه کنید. حرارت حاصل را با مقدار 13700 کالری مقایسه و آن را تفسیر کنید.

تحقیق در مورد علم فیزیک 28 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

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

تعداد صفحه : 28 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

فهرست مطالب

عنوان صفحه

فیزیک 2 تاریخچه علم فیزیک

نقش فیزیک درزندگی 4

فیزیک وسایر علوم 5

سرعت 8

کار 10

رابطه کار 11

محاسبه یکای کار 12

اهمیت کار 13

تعادل جسم صلب 14

شرایط تعادل جسم صلب 14

چگونگی اعمال شرط تعادل درمورد اجسام صلب 16

مکانیک تحلیلی 19

نیروی قیدی 20

تعادل پایدار، تعادل ناپدار ، تعادل بی تفاوت 22

گشتاور نیرو 23

خصوصیات گشتاور نیرو 24

قانون گشتاور 26

تعادل 26

جفت نیرو 27

فیزیک

فیزیک از واژه یونانی physikos به معنی « طبیعی» و physis به معنی « طبیعت گرفته شده است. پس فیزیک علم طبیعت است، به عبارتی در عرصه علم پدیده‌های طبیعی را بررسی می‌کند

علم فیزیک

علم فیزیک رفتار و اثر متقابل ماده و نیرو را مطالعه می‌کند. مفاهیم بنیادی پدیده‌های طبیعی تحت عنوان قوانین فیزیک مطرح می‌شوند. این قوانین به توسط علوم ریاضی فرمول بندی می‌شوند، بطوری که قوانین فیزیک و روابط ریاضی باهم در توافق بوده و مکمل هم هستند و دوتایی قادرند کلیه پدیده‌های فیزیکی را توصیف نمایند.

تاریخچه علم فیزیک

از روزگاران باستان مردم سعی می‌کردند رفتار ماده را بفهمند. و بدانند که: چرا مواد مختلف خواص متفاوت دارند؟ ، چرا برخی مواد سنگینترند؟ و ... همچنین جهان ، تشکیل زمین و رفتار اجرام آسمانی مانند ماه و خورشید برای همه معما بود.

قبل از ارسطو تحقیقاتی که مربوط به فیزیک می‌شد ، بیشتر در زمینه نجوم صورت می‌گرفت. علت آن در این بود که لااقل بعضی از مسائل نجوم معین و محدود بود و به آسانی امکان داشت که آنها را از مسائل فیزیک جدا کنند. در برابر سؤالاتی که پیش می‌آمد گاه خرافاتی درست می‌کردند، گاه تئوریهایی پیشنهاد می‌شد که بیشتر آنها نادرست بود.

این تئوریها اغلب برگرفته از عبارتهای فلسفی بودند و هرگز بوسیله تجربه و آزمایش تحقیق نمی‌شدند و بعضی مواقع نیز جوابهایی داده می‌شد که لااقل بصورت اجمالی و با تقریب کافی به نظر می‌رسید.

جهان به دو قسمت تقسیم می‌شد: جهان تحت فلک قمر و مابقی جهان. مسائل فیزیکی اغلب مربوط به جهان زیر ماه بود و مسائل نجومی مربوط به ماه و آن طرف ماه نیز «فیزیک ارسطو» یا بطور صحیحتر «فیزیک مشائی» بود که در چند کتاب مانند «فیزیک» ، « آسمان» ، « آثار جوی» ، « مکانیک» ، « کون و فساد» و حتی«مابعدالطبیعه» دیده می‌شد.

تا اینکه در قرن 17 ، گالیله برای اولین بار به منظور قانونی کردن تئوریهای فیزیک ، از آزمایش استفاده کرد. او تئوریها را فرمولبندی کرد و چندین نتیجه از دینامیک و اینرسی را با موفقیت آزمایش کرد. پس از گالیله ، اسحاق نیوتن ، قوانین معروف خود (قوانین حرکت نیوتن) را ارائه کرد که به خوبی با تجربه سازگار بودند.

بدین ترتیب فیزیک جایگاه علمی و عملی خود را یافت و روز به روز پیشرفت کرد، مباحث آن گسترده‌تر شد، تا آنجا که قوانین آن از ریزترین ابعاد اتمی تا وسیعترین ابعاد نجومی را شامل می‌شود. اکنون فیزیک مانند زنجیری محکم با بقیه علوم مرتبط است و هنوز هم به سرعت در حال گسترش و پیشرفت می‌باشد.

نقش فیزیک در زندگی

هر فرد بزرگ یا کوچک ، درس خوانده یا بی‌سواد ، شاغل یا بیکار خواه ناخواه با فیزیک زندگی می‌کند. عمل دیدن و شنیدن ، عکس العمل در برابر اتفاقات ، حفظ تعادل در راه رفتن و ... نمونه‌هایی از امور عادی ولی در عین حال وابسته به فیزیک می‌باشند.

تحقیق در مورد ریاضی فیزیک

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

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

تعداد صفحه : 22 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

ریاضی فیزیک

نگرش کلی:

فیزیک علمی است که قوانین حاکم بر جهان طبیعت را بصورت مدون بیان می کند. بنابراین برای ارائه این قوانین بصورت معادلات و روابط ریاضی ، لازم است که یک فیزیکدان باید با اصول و قوانین اساسی ریاضی آشنا باشد. التبه در بعضی از علوم دیگر مانند شیمی نیز این ضرورت احساس می شود، ولی اغراق آمیز نیست بگوییم که ریاضیات بعنوان الفبای فیزیک می باشد. این ضرورت سبب شده است که درسی تحت عنوان روشهای ریاضی در فیزیک ایجاد شود.

ضرورت با هم بودن ریاضی و فیزیک:

اگر تاریخچه پیدایش علوم را مورد توجه قرار دهیم. ملاحظه می گردد که فیزیک در ریاضی معمولا پا به پای هم گسترش و رشد یافته اند. و اکثر فیزیکدانان قدیمی ، ریاضیدان نیز بوده اند. بعنوان مثال به اسحاق نیوتن ، گالیله و دیگران اشاره کرد. علاوه بر این هر مبحث فیزیک را مد نظر قرار دهیم، ملاحظه می کنیم که به نوعی دریایی از ریاضیات در آن وجود دارد. به فرض اگر مبحث سینماتیک حرکت را مورد توجه قرار دهیم، خواهیم دید که اگر بخواهیم سرعت و یا شتاب را تعریف کنیم، بایستی با قوانین مشتقگیری آشنا باشیم تا بتوانیم بگوییم که مشتق مکان در هر لحظه برابر سرعت لحظه ای و مشتق سرعت در هر لحظه ، شتاب لحظه ای خواهد بود.

اولین قدم در ریاضی فیزیک:

اولین گام در مطالعه ریاضی فیزیک ، آشنایی با آنالیز برداری است. چون مفاهیم برداری نقش اساسی را در فیزیک بازی می کند. یعنی زمانی که یک کمیت فیزیکی را تعریف می کنیم، ابتدا باید به آنالیز برداری مراجعه کرده و تکلیف این کمیت را از لحاظ برداری ، اسکالر بودن مشخض کنیم، تا بعد بتوانیم خواص و ویژگیهای این کمیت را بیان کنیم .

آینده ریاضی فیزیک:

امروزه با پیشرفت علوم کامپیوتری که توانایی انجام محاسبات بسیار پیچیده ریاضی را در زمانهای بسیار کوتاه دارند، بیشتر فعالیتها در راستای استفاده هر چه بیشتر از رایانه برای حل معادلات ریاضی ، محاسبات طولانی ریاضی ، قرار دارد. به عبارت دیگر پیشرفت علوم ریاضی بویژه ریاضی فیزیک با پیشرفت علوم کامپیوتری همسو شده است

کمیت فیزیکی

دید کلی

هر چیز که قابل افزایش و کاهش باشد و نیز بتوان تساوی میان دو مقدار از آن را به دقت بیان کرد کمیت فیزیکی است. در واقع سنگ بنای علم فیزیک کمیت فیزیکی است. و ما برای بیان قوانین فیزیک از آنها استفاده می‌کنیم، مثل طول ، جرم ، نیرو و حجم ، یک کمیت فیزیکی مانند جرم را وقتی می‌توان تعریف کرد که برای اندازه‌ گیری آن واحدی مانند کیلوگرم در نظر گرفته شود.تعداد کمیتهای فیزیکی آنقدر زیاد است که مرتب کردن آنها مساله مشکلی است و این کمیتها مستقل از هم نیستند. از میان تمام کمیتهای فیزیکی ممکن است چند کمیت را مشخص کنیم و آنها را کمیت اصلی بنامیم و بقیه کمیتها را از این کمیتهای اصلی بدست آوریم و برای هر یک استانداردی در نظر بگیریم، مثلا اگر طول را کمیت اصلی انتخاب کنیم، قد را به عنوان استاندارد آن در نظر می‌گیریم.

یکای (واحد) اندازه گیری

یکی از جنبه‌های مشترک بین همه اندازه گیری وجود یک یکای اندازه گیری است. مقدار کمیت مورد نظر چند برابر کمیتی است که از همان جنس که به عنوان مقیاس انتخاب شده ، این مقیاس را یکا (یا واحد) آن کمیت می‌نامند. دانشمندان برای آنکه رقمهای حاصل از اندازه گیریهای مختلف یک کمیت باهم مقایسه پذیر باشند، در نشستهای بین المللی توافق کرده‌اند که برای هر کمیت یکای معینی تعریف کنند. یکای هر کمیت باید به گونه‌ای انتخاب شود که در شرایط فیزیکی تعیین شده تغییر نکند و در دسترس باشد، مجموعه یکاهای مورد توافق بین المللی را به اختصار یکای SI می‌نامند.

کمیت اصلی و فرعی

کمیت اصلی: آن دسته از کمیتهایی را که یکاهای آنها بطور مستقل تعریف شده‌اند کمیت اصلی ، یکاهای آنها را یکاهای اصلی می‌نامند.

کمیت فرعی: کمیتهای از قبیل مساحت ، حجم ، کمیتی است که به یک یا چند کمیت اصلی وابسته است.

کمیت اسکالر و برداری

کمیت برداری: کمیت برداری کمیتی است که برای بیان آن علاوه بر انداره باید راستا ، جهت و نقطه اثر آن نیز در دست باشد، مانند: نیرو ، شتاب ، شدت میدان الکتریکی ، اندازه حرکت ، گشتاور نیرو ، تغییر مکان و ... .

کمیت اسکالر: به کمیتی گفته می‌شود که با یک عدد و یک یکا بطور کامل مشخص می‌شود و از اینرو فقط دارای بزرگی هستند. کمیتهای اسکالر ، کمیتهای نرده‌ای نیز نامیده می‌شود. سایر کمیتهای نرده‌ای طول ، زمان ، چگالی ، انرژی ، دما ، پتانسیل و ... .

نحوه نمایش کمیت برداری و اسکالر

کمیت برداری: کمیتهای برداری را با پاره خط جهتدار (پیکان) نمایش می‌دهند. پیکان را هم جهت با بردار و طول آنرا متناسب با بزرگی بردار در نظر می‌گیرند () مانند d ، بزرگی یک بردار را توسط یک خط قائم که در دو طرف نماد آن بردار می‌گذارند مانند ׀ d ׀ و یا با نماد بدون پیکان مشخص می‌کنند d.<BR< b>>

تاریخچه فیزیک 20 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 22

تاریخچه فیزیک

ما قبل تاریخ: همانطور که پیشینیان از روی تجربه و آزمایش بهخواص باطنی تعدادی از اجسام پی برده و از ترکیب مواد به وسایل مختلف (تشویه، نکلیس، تقطیر و ...) مواد شیمیایی به دست آورده و برای علمای شیمی جدید مایه ای درست کرده اند، همینطور هم تحقیق در خواص فیزیکی اجسام از مسایل تازه نیست و از قدیم الایام انسان در صدد کشف آنها بوده و فیزیک جدید در حقیقت مولود توجهات و تحقیقات پیشینیان می باشد. مثلاً تالس که از قدیمی ترین حکمای سبعه است و در شش قرن قبل از میلاد می زیسته ثابت کرد که از مالش کهربا خاصیتی در آن ظاهر می شود که اجسام سبک را جذب می کند. همچنین فیثاغورث ریاضیدان و حکیم معروف یونانی به همراه شاگردانش به پاره ای مسائل و قضایای صوت پی برده بودند. ارسطو نیز در چهار قرن قبل از میلاد تئوری های دقیقی در باب کائنات الجو (قوس و قزح، هاله های قمری و شمسی، شفق شمالی و شبنم) استخراج کرده است. ارشمیدس در سه قرن قبل از میلاد آتی از قبیل جرثقیل، منجنیق، میزان الغلظه و پیچ ارشمیدس را اختراع نمود. قانونی را که ارشمیدس موفق به کشف آن گردید از این قرار است: بر کلیه اجسام مرتمسه در سیال (مایعات و گازها) فشاری از زیر به رو وارد می آید که مقدار آن مساوی است با وزن سیال تغییر مکان یافته. بطلمیوس نیز منجم و ریاضیدان یونانی قرن دوم میلادی تحقیقات عمیقی راجع به نور کرده است. پس از بطلمیوس تحقیقات فیزیکی تا قرن سیزدهم متوقف شد و فقط عده ای از قبیل جابر و محمد بن موسی در این رشته زحماتی کشیدند و اطلاعات قابل توجهی کسب کردند. قرون وسطی: در این قرن دو اختراع مهم به عمل آمد. یکی آئینه های صیقلی و دیگری عینک. در قرن چهاردهم استفاده از قطب نما تعمیم یافت. قرن پانزدهم تقریباً چیز مهمی راجع به فیزیک ندارد. ولی در قرن شانزدهم مباحث ثقل و نورو مغناطیس کمال یافته اند. جانسون میکروسکوپ را اختراع کرد (1590) و روبرت نورمن میل مغناطیسی را تعیین نمود و بالاخره ژیلبرت اولین تجارب علمی الکتریکی و مغناطیسی را در کتاب معروفش (magnefe) منتشر ساخت فیزیک جدید: پایه فیزیک جدید در قرن هفدهم توسط گالیله گذارده شد. ترازوی آب میزان الحراره و دوربین نجومی از اختراعات و کشفیات او می باشد. رصدهای دقیق گالیله او را به سلسله هیئت کوپرنیک هدایت نمود و برعکس نظریه قدما که زمین را مرکز عالم می دانستند ثابت کرد که مرکز عالم شمسی خورشید است نه زمین. اگرچه اول مخترع میزان الحراره گالیله می باشد ولی نقطه ذوب یخ را برای صفر میزان الحراره (دماسنج) هوک قرار داد و ثبوت غلیان آن را هالی تعیین کرد. دکارت قوانین انکسار و تئوری قوس قزح را بنا نهاد. توریچلی نیز میزان الهوا (دماسنج) را ساخت. نیوتن منجم، ریاضیدان و فیزیکدان انگلیسی جاذبه عمومی عالم را کشف کرد. بویل ماشین تخلیه هوا را که قاضی عدلیه شهر ماگدبورگ اختراع کرده بود تکمیل نمود. اگرچه قرن هجدهم برای فیزیک به درخشندگی قرن هفدهم نمی باشد ولی آن را قرن بی ثمری هم نمی توان نامید. در اینقرن دوفه جذب و دفع های الکتریکی را تحت تحقیق درآورد و الکتریسیته این است که دو الکتریسیته هم جنس یکدیگر را دفع و دو الکتریسیته مخالف همدیگر را جذب می نمایند. خلاصه کارهای دوفه به تجسسات بی فایده علما خاتمه داد و از آن به بعد الکتریسیته وارد تاریخ تازه ای شد. سال 1800 تجربه گالوانی، ولتا را به اختراع پیل یعنی اساس الکتریسیته جاری هدایت کرد. در این قرن خیالی هواپیمایی که از آرزوهای دیرینه بشر بود در ذهن اروپائیان قوت گرفت از جمله دو برادر میشل منگفلیه و اتین منگفلیه رئیس کارخانه کاغذ سازی آننه که در پنجم ژوئن سال 1783 بالنی درست کرده و به هوا فرستادند بسیاری از دانشمندان برای کشفیات علمی با بالن های مدور به ارتفاعات بالا رفته اند از جمله گی لوساک فیزیکدان و شیمیدان معروف فرانسوی که تا حدود 7000 متری رفت و ملاحظه نمود که در این ارتفاع هوا به قدری خشک می باشد که پوست بدن جمع می شود و کاغذ و مقوا مثل اینکه در مجاورت آتش شدیدی باشند پیچیده و لوله می شوند در قرن نوزدهم دامنه فیزیک بسط شایانی پیدا کرد و مخصوصاً استفاده از آلات فیزیکی در صنایع و کارخانجات روز به روز رو به افزایش نهاد. در سال 1801 کارلیسل و نیکلسون آب را تجزیه کردند. در سال 1807 دیوی به وسیله تجزیه الکتریکی املاح قلیایی سدیم و پتاسیم را به دست آورد. پلانته آ کومولاتر را ساخت. ارستد دانشمند دانمارکی ثابت کرد که جریان الکتریسیته عقربه مغناطیسی را که همیشه به جهت ثابتی متوجه است منحرف می سازد (1819). باید دانست که مبحث مغناطیس الکتریکی نتیجه اکتشافات دو دانشمند برجسته یعنی ارستد و آمپر می باشد. فارادی نیز الکتریسیته را بنا نهاد. آراگو قانون آمپر را تکمیل کرده و گائوس از بزرگترین منجمین و ریاضیدانان آلمانی اختراع تلگراف را تکمیل کرد . بعدها طبیعی دان آمریکایی بنام مرس الفبایی برای تلگراف درست کرده و دستگاه آن را ساخت. بالاخره پس از آنکه دامنه الکتریسیته وسعت یافت، واسطه انتقال اخبار جریات الکتریسیته شد

سرچشمه اصلی علم فیزیک :

رسیدن به منبع و سرچشمه اصلی علم فیزیک به اندازه رسیدن به سرچشمه بسیاری از رودهای بزرگ دشوار است. همانگونه که یک رود بزرگ از چندین چشمه کوچک حاصل می‌گردد، چشمه‌هایی که رود عظیم علم فیزیک را بوجود آورده‌اند، در سراسر زمین پراکنده بودند که انسان اولیه ، یعنی انسان متفکر بر آن سکونت داشته است. اما به نظر می‌رسد که بیشتر این مردم در دامنه جنوبی شبه جزیره بالکان (یونان باستان) بوده‌اند. جالب توجه است که ملل قدیمی دیگر مانند بابلیان و مصریان که در توسعه ریاضیات و نجوم سهیم بوده‌اند، در پیشرفت فیزیک هیچ سهمی نداشته‌اند . چون خدایان بابلیان و مصریان دور از مردم و در میان ستارگان می‌زیستند، حال آنکه خدایان یونانیان در ارتفاعی تنها در حدود 3000 متر بر قله کوه اولمپ زندگی می‌کردند. و اصطلاح مانیتیسم (مغناطیس) از نام چوپانی به نام (σηυγαm) سرچشمه می‌گیرد. تشخیص تقدم یا تأخر زمانی این کشفیات افسانه‌ای دشوار است نقش دانشمندان در پیدایش فیزیک :کشف فیثاغورث کاملاً مستند است. وی با اطمینان از اینکه اعداد بر جهان حکومت می‌کنند، به تحقیق درمورد رابطه میان طول تارها در آلات موسیقی پرداخت که ترکیبات هماهنگی از اصوات تولید می‌کنند. این کشفیات او شاید نخستین بیان ریاضی یک قانون فیزیکی باشد و بتواند نخستین گام در پیدایش فیزیک نظری باشد.

یکی دیگر از افرادی که در پیدایش فیزیک سهم داشته است، ارسطو می‌باشد. هر چند ارسطو در تمام مباحث کارهای بزرگی انجام داده است که اندیشه انسانی را مدت 2000 سال پس از مرگ خود تحت تأثیر قرار داده ، اما مهمترین سهم او در فیزیک نام گذاری این علم می‌باشد که از کلمه‌ای یونانی به نام طبیعت اقتباس شده است.

آزمایشگاه شیمی فیزیک ـ تجزیه 65 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 72

آزمایش 1:

بررسی سیستم جامد و مایع و تحقیق در ایده‌آل بودن حلالیت نفتالین در بنزن

در بررسی تعادل سیستم‌های جامد ـ مایع که در واقع در آن گازهای جامد و مایع در حال تعادل هستند، از نظر تئوری به یک سری روابط ترمودینامیکی نیاز است که یکی بیان کننده پتانسیل شیمیایی یک سازنده خالص به حالت مایع یا پتانسیل شیمیایی آن در محلول است و دیگری ارتباط حرارتی انرژی آزاد است و بر مبنای آن روابط مول جزئی یک جسم خالص هنگامی که با محلول خود در حال تعادل باشد، با دمای شروع انجماد در محلول مورد بررسی قرار می‌گیرد. طبق روابط ترمودینامیکی می‌توان نوشت:

dE=dQ-dW

dQrev/T=dS dW=Pdv

dE=T.dS-PdV (1)

H=E+PV

(2) → dH=dE+PdV+VdP → dH=T.dS-PdV+PdV+VdP

dH=T.dS+VdP

G=H-TS

(2) → dG=dH-TdS → dG=TdS+VdP-TdS-SdT

dG=VdP-SdT (3)

با توجه به اینکه G تابعی است که دیفرانسیل آن کامل می‌باشد، می‌توان رابطه زیر را نوشت:

dG=()TdP+()PdT

()T=V (4)

()S=-S (5)

چون آنتروپی هر ماده‌ای مثبت است، در این صورت علامت منفی در رابطه (5) نشان می‌دهد که افزایش حرارت در فشار ثابت باعث افزایش انرژی آزاد خواهد شد. سرعت کاهش برای گازها که نسبت به مایعات و جامدات دارای آنتروپی زیاد می‌باشند، بیشتر است.

طق معادله (4)، افزایش فشار در درجه حرارت ثابت سبب افزایش انرژی آزاد می‌شود. انرژی آزاد یک ماده خالص را می‌توان با انتگرال معادله (3) در درجه حرارت ثابت و فشار یک اتمسفر برای هر فشار دیگری مانند P بدست آورد.

در نتیجه داریم:

dG=VdP

(6)

در این رابطه، Go(T) عبارت است از انرژی آزاد ماده موردنظر در شرایط متعارفی، یعنی فشار یک اتمسفر که به آن انرژی آزاد استاندارد که تابعی از درجه حرارت است، نیز می‌گویند. حال اگر ماده موردنظر مایع یا جامد باشد، مقدار حجم مستقل از فشار است و می‌توان رابطه (6) را بصورت زیر نوشت:

G(T,P)=Go(T)+V(P-1) (7)

چون حجم مایعات و جامدات کم است، رابطه (7) بصورت زیر در‌می‌آید:

G(T,P)=Go(T)

که در واقع از وابستگی انرژی آزاد فشار صرف‌نظر شده است. می‌دانیم که حجم گازها در مقایسه با جامدات و مایعات به مقدار قابل توجهی بیشتر بوده و تا حدود زیادی به فشار بستگی دارد. با استفاده از رابطه (6) برای یک باز ایده‌آل داریم:

G=Go(T)+(nRT/P)dP

G/n=Go(T)/n)+(RT/P)dP

G/n=Go(T)/n+RT1n(P(atm)/1(atm)) (9)

با توجه به اینکه پتانسیل شیمیایی، (μ) برابر انرژی آزاد مولی، یعنی G/n است. از رابطه (9) نتیجه می‌شود:

μV= μoV(T)+RTlnP (10)

اگر دو فاز مایع و بخار با هم در حال تعادل باشند، باید پتانسیل شیمیایی هر سازنده مانند A در هر دو فاز مساوی باشد، یعنی:

μA1= μBV (11)

با قرار دادن رابطه (11) در رابطه (10)، خواهیم داشت:

μA1= μoAV(T)+RTLnPA (12)

اگر فاز مایع یک محلولی ایده‌آل باشد، طبق قانون رائول می‌توان نوشت:

PA=PoA.XA (13)

که در این رابطه PA فشار بخار A, XA مول جزئی در فاز مایع است، از قرار دادن معادله (13) در معادله (12) داریم:

μA1= μoAV +RT1n(PAo.XA)= μoAV+RTlnPoA+RTlnXA (14)

که در این رابطه μoAV+RTlnPoA مقدار ثابت، حال اگر جزء مولی A به سمت یک میل کند، مجموع فوق برابر پتانسیل شیمیایی جنس A به حالت مایع خالص است که آن را با μA نشان می‌دهیم. در این صورت:

μAl=μoAl+RTlnXA (15)

در مورد تعادل فازهای جامد ـ مایع، که موضوع مورد بحث در این آزمایش است، چون شرایط تعادل بین فازهای جامد A خالص و محلولی که شامل A می‌باشد، این است که پتانسیل شیمیایی در دو فاز جامد و مایع برابر باشد، یعنی μAl برابر باشد با μAS، در نتیجه رابطه کلی زیر برای تعادل فازهای جامد و مایع بدست می‌آید:

μAS=μoAl+RTlnXA → lnXA= μAS-μoAl/RT (16)

با قراردادن انرژی آزاد مولی به جای پتانسیل شیمیایی در رابطه (16):

lnXA= GAS-GoAl/RT

با توجه به رابطه G=H-TS داریم:

-S=G-H/T

با قرار دادن انرژی آزاد مولی بجای پتانسیل شیمیایی در رابطه (16):

lnXA= GAS-GoAl/RT

با توجه به رابطه G=H-TS داریم:

-S=G.H/T

با مشتق‌گیری G نسبت به T خواهیم داشت:

این رابطه را برای فازهای جامد و مایع در حال تعادل می‌توان به صورت زیر بکارد. برای یک ماده A در دو فاز مایع و جامد داریم:

با قرار دادن این مقادیر در مشتق رابطه انرژی آزاد داریم:

از انتگرال‌گیری رابطه فوق داریم:

که در آن XA مول جزئی جسم A در محلول ایده‌آل، ΔHf گرمای نهان ذوب ماده، R ثابت گازها، To درجه حرارت ماده خالص و T درجه حرارت انجماد ماده در محلول ایده‌آل است (بر حسب کلوین).