صفحه 1:
ثر مود بنامیک
صفحه 2:
هدف ترمود يناميك
عبارتست از جستجوى روابط بين متغيرهاى ترموديناميكى
(كميتهاى ماكروسكويى) با استفاده از اصول ترمودینامیک.
در ترموديناميك آنجه كه مورد مطالعه است يك سيستم بصورت
مجموعداى از مواد مىباشد كه تحول فيزيكىء شيميايى.
بيولوزيكى مىيابند و نتيجهكيرىهاى ما در مورد وضعيت
ترموديناميكى آن سيستم براساس اندازهكيرى كرمايى كه از
محيط خارج به سيستم يا از سيستم به محيط خارج جريان
مىيابد و همجنين اندازهكيرى مقدار كارى كه سيستم انجام
میدهد پا بر روی سیستم انجام میگیرد قرار دارد .
صفحه 3:
سیستم قر موذینامیتی
منظور از سیستم ترمودینامیک جسم یا مجموعهای از اجسام با جرم
معین و سطح مرزی مشخص است آنچه که خارج از لین سیستم قرار
دارد بنام خارج از سیستم معروف است.
صفحه 4:
سیستمی که در آسن تمام نقاط دارای ترکیب شیمیایی و خواص
فیزیکی واحدی است. یا بعبارت دیگر از یک فاز تشکیل شده است.
سیستم همگن مهگن است از یک Mastodon Jas pu
ویا ممکن است متشکل از چندین جسم باشد که فاز واحدی را
تشکیل میدهند مانند مخلوط همگن گازهاء آلیاژها. وقتی سیستم
از چندین قسمت همگن با خواص مختلف تشکیل میشود هر یک
از قسمتها را یک فاز مینامند. مثلاً مخلوط آب و یخ از دو فاز
مایع و جامد تشکیل شده است.
صفحه 5:
تعادل سیستم
یک سیستم هنگامی در حال تعادل است که هیچگونه تغییری در ن
ایجاد نشود و در مورد جامدات تعادل مکانیکی بدان معنی است که
مجموع نیروهای وارده بر سیستم صفر است. در مورد مایعات و
كازها هنكام تعادل فشار در هر نقطه در داخل سیستم یکسان
است.
هنكام تعادل حرارتی دمای سیستم در تمام نقاط آن یکی است.
صفحه 6:
تحول سیستم
حللت هر سیستم توسط پارامترهایی مانند فشاره حجم. دما مشخص میشود.
وقتی که یک یا چند پارامتر سیستم تغییر یابد میگوییم که سیستم تحول
یافته است. مثلاً گازی را متراکم میکنند فشار درون افزایش مییابد و
حجم آن کم میشود. در اینصورت گاز از حالت اول به حالت دوم رسیده
است.
اگر تحول در حجم ابت باشد آنرا ایزوکر و اگر در فشار ثابت باشد آنرا
ایزوبار و اگر در دمای ثابت باشد آن را ایزوترم مینامند.
صفحه 7:
اترژی گرمایی و
مکائیکی
معادل مکانیکی گرما
اشکالی از انریی که با تن سر و کار داربم انرئي گرمایی (حرارتی) و
انریُی مکانیکی میباشد. انریی گرمایی معمولا بصورت عاملی تصور
میشود که توسط مقدار تغییری که در دمای مقدار معینی از یک
جسم ایجاد مینماید اندازه گرفته میشود.
واحد سنجش گرما کالری میباشد.
انرٍی مکانیکی نیز بصورت انرئٍی پتانسیلی تصور میگردد که هنگام
بالا آوردن یک وزنه در مقابل نیروی جاذبه زمین در لن وزنه ذخیره
میشود. یک چنین سیستمی میتولند مولد انروٌی مکانیکی باشد. هر
گاه وزنه به روش مناسبی پایین آورده شود. در اینصورت مقدار
کاهش انرئٌی پتانسیل وزنه به شکل انریٌی مکانیکی یا بطور کلی کار
ظاهر میگردد و واحد آن ژول میباشد.
صفحه 8:
گرما
ظرفی محتوی مقدار معینی از آسب (:۲۳ گرم) به دمای رآ را در نطر
مى كيريم ودر آلن قطعداى از يك فلز به دماى 12 و به جرم 1112 وارد
مى كنيم با اين فرض كه :
-١ سيستم از محيط خارج كاملاً مجزا است.
-١ تغيير دماى ظرف قابل اغماض است.
۳- هیچ کدام از اجسام مورد آزمايش ظرف تغيير حالت فيزيكى نمىدهند.
؟- فعل و انفعال شيميايى بين فلز و آب صورت نم ىكيرد.
ملاحظه مىشود كه دماى لب بالا رفته و بعد از مدتى ثلبت میملند و برعکس
دماى فلز يايين آمده و بالاخره به.يك دماى ثلبت مىرسذ كه در كن تعاذل
حرارتى برقرار م ىكردد. لين دماى ثلبت را 1 مىكيريم رابطه بين 11 و 12
و آ را بوسیله معادله زیر میتوان نشان داد:
m,C, (T, - T) = m,C, (T - T,)
صفحه 9:
که در آن رب تابع مقدار لب و یب تابع نوع فلز و مقدار آنست و آنها را ظرفیت
گرمایی مینامند.
ظرفیت گرمایی یک گرم از هر جسم را گرمای ویژه مینامند و با © نشان
میدهند.
هريك از (1 - C, (T - T,) gC, (T, نماینده کمیتی است که آنها را گرما
مینامند و با () نشان میدهند.
اكر جرم آب یک گرم و اختلاف آ و ] یک درجه فرض شود خواهیم داشت:
q=Cxl1
یعنی گرمای ویوه یک جسم عبارت است از مقدار گرمایی که دمای یک گرم از
آن جسم را یک درجه سانتیگراد بالا ببرد.
تجربه نشان میدهد که گرمای ویه اجسام تا حدودی تابع دما است در نتیجه
انتخاب دمای ,1 جهت نشان دادن افزایش یک درجه ضروری است. این دما
برای آب 5/14 6 تعیین شده. اگر گرمای ویژه آب در لین درجه یک فرض
شود خواهیم داشت: 1< 0
این مقدار گرما را گرمای واحد مینامند و آنرا کالری نیز مینامند.
صفحه 10:
کالری: يك کالری مقدار گرمایی است که دمای یک گرم آب را از 06
5/14 4 5/15 6 افزايش دهد.
گرمای وییه را برای یک دمای مشخص وقتی میتوان به دقت تعریف
کرد که تغییر دماو گرمای مبادله شده هر دو بینهایت کوچک
باشند. در اینصورت میتوان نوشت :
ar
dq =C dr
a=, Car
صفحه 11:
واحد کار ژول و با [نمایش داده شده و به اندازه ۱۰۲ ارگ است. هر ژول
برابر با تن مقدار کالری است که از انتقال نیرویی برابر با یک نيوتن به
اندازه یک متر در جهت تأثیر آن نیرو حاصل میگردد. بعلاوه چون نیروی
یک نیوتنی برابر با کیلوگرم متر بر مجذور انیه معرفی میشود لذا
دیمانسیون ژول برابر
kg mn?
تج 7 خواهد بود.
امروزه ژول به عنوان واحدی جهت اندازهگیری انرژیهای گرمایی و مکانیکی
به کار میرود. مطالعات ژول روی معادل مکانیکی حرارت به این ترتیپ
بود كه دستگاهی شامل وزنهای سقوط کننده متصل به یک ردیف پره
میگردید. لین پرهها در داخل ظرفی علیق پر از لب قرار داشته وبا سقوط
وزنه به چرخش در میآمدند. وزنههای مختلفی که هر یک در سقوط خود
فواصل مختلفی را طی میکردند بکار برده میشد. و در هر آزمایش مقدار
افزایش دمای آب موجود در ظرف اندازه گیری میشد.
صفحه 12:
تجربیات ژول نشان داد که رابطه مستقیمی بین مقدار انرئی مکانیکی از
دست داده شده به توسط وزنهای سقوط کننده و افزایش انرژی
گرمایی آب وجود دارد. در وآقع میتوان گفت که ea
مکانیکی معادل با حرارت جذب شده توسط لب میباشد و رابطه زیر
بین آنها برقرار است :
cal = 4. 18] ۱
رابطه مذکور به این معنی است که شکل انرئٌی از گرمایی به مکانیکی و
52 بل تبدیل است.
مقدار گرمایی که به سیستم انتقال میبابد میتواند توسط یک منبع
گرمایی تأمین شود و نیز مقدار گرمای انتقال یافته از یک سیستم به
خارح میتواند جذب یک منبع گرمایی شود.
یک منبع گرمایی ساده که نیازی به دماسنج ندارد یک گرماسنج یخی
مىباشد (كالريمتر) و أكر كرما | از یک منبع خارجی به گرماسنج منتقل
شود در اینصورت مقداری از یخ ذوب میشود و حجم کل لب و یخ
موجود در داخل گرماسنج کاهش مییابد و عقربه مشخص کننده
حجم کل کاهش را نشان میدهد.
صفحه 13:
بدین ترتیب میتوان این کاهش حجم را بعنوان معیاری برای تعیین مقدار
گرمای جذب شده توسط گرماسنج به کار برد.
چنین دستگاهی که میتولند از مواد دیگری غیر از آب و یخ نیز ساخته شود. در
واقع وسیله اندازهگیری انرخی گرمایی را بدست میدهد. گرماسنجی که در
عمل برای اندازهگیری انرژی گرمایی بکار میرود از نوع گرماسنج در دمای
ثابت مىباشد. بدين ترتيب كه وقتى ذر لى تخول مورد مطالعه كرما به
كرماسنج منتقل مىشود و يا كرما از آسن بيرون مىرود. در اين صورت
مقدارى كرما از كرماسنج كرفته مىشود و يابه لن داده مىشود تا دمای آن
کات بمائد..سيس مقدار كزماى كرفثه شدهيا ذاذه شذهم به كزماسنج توسط
ابزارهای الکتریکی اندازهگیری میشود.
برای نشان دادن افزایش انرژی منبع كرمايى بكار مىرود : ل ومر رمو >
انرژی منبع مکانیکی بکار Enrechres A S908 —
برای نشان دادن افزا
9
صفحه 14:
1 ۲1601 ۲۲100۱۷/۲۱ ۲۲11), VS.
Kinetics
*Chemical Thermodynamics - Study of Chemical reaction
energetics
Le © Thermodynamics Domain 35
U (State)
cH+@
1 م + یوم
1 pan
سس
Final
Understanding a chemical reaction and its energetic prope!
lead to the spontaneity prediction of the reaction.
ae
صفحه 15:
ی
Surroundings Open ۳ ۵ Isolated
System: the region of interest, of sufficient siz
that average properties like temperature are
well-defined; to be distinguished from the
environment (i.e., the rest of the universe)
Open system: exchange of energy and matter
Closed system: exchange of energy but not
matter
Isolated system: can exchange neither energy
nor matter
06
صفحه 16:
Thermodynamic State
Properties
°Extensive: These variables or
properties depend on the amount
of material present (e.g. mass or
volume). ۳
The ratio of any two extensive
variables is always an intensive
variable. V/n = molar volume,
*Intensive: These variables or
"وه و" و انس ما وو را
صفحه 17:
° Phase: a physically homogeneous
and mechanically separable part of|
the system, e.g. a vapor, liquid, or
mineral
°A system may be
homogeneous (one phase)
or
heterogeneous (multiple
phases).
صفحه 18:
پایان