تحقیق در مورد ترمودینامیک، حالت مذاب پلیمرها

اختصاصی از فی گوو تحقیق در مورد ترمودینامیک، حالت مذاب پلیمرها دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

 تعداد صفحه34

مقدمه ای بر پلیمرهای مذاب

پلیمرها یا بسپارها ، ترکیباتی هستند که از بهم پیوستن چندین مولکول منومر بوجود می‌آیند. پلیمرها را به طرق مختلف طبقه‌بندی می‌کنند. یکی از روشهای تقسیم بندی پلیمرها ، تقسیم بندی از نظر خواص است. پلیمرها از نظر خواص به سه دسته عمده تقسیم بندی می‌شوند.

پلاستیکها ، دسته‌ای از پلیمرها

توموپلاستها

ترموپلاستها ، پلیمرهایی هستند که در اثر فشار ، تغییر شکل (Deformation) می‌دهند و بعد از حذف نیروی خارجی ، این تغییر شکل ، همچنان باقی می‌ماند. به عبارت دیگر این پلیمرها ، خاصیت پلاستیسیتی دارند. این پلیمرها در اثر گرما بتدریج نرم می‌شوند. با افزایش دما به حالت مذاب در می‌آیند. بعد از حذف گرما به حالت فیزیکی جامد خود تبدیل می‌شوند. این خصلت ، کاربرد صنعتی این نوع پلیمرها را تضمین می‌کند.

اگر ترموپلاستیکی را به صورت پودر یا حلقه‌های کوچک در آوریم و سپس حرارت دهیم، ابتدا نرم و سپس مذاب و ویسکوز می‌شود و اگر آنرا در قالب بگیریم، شکل قالب را به خود می‌گیرد و این علت کاربرد بسیار زیاد این مواد است.

الاستومرها

الاستومرها ، پلیمرهایی هستند که در اثر نیروی خارجی تغییر شکل پیدا می‌کنند. بعد از حذف نیرو ، تغییر شکل از بین می‌رود و دوباره به حالت اولیه باز می‌گردند. این پلیمرها در اثر گرما ، نرم می‌شوند، ولی برخلاف ترموستها (ترموپلاستیکها) به حالت ویسکوز یا مایع سیال در نمی‌آیند. موقعی که این پلیمرها در اثر حرارت نرم شدند، آنرا با اضافه کردن افزودنیهای مورد نیاز در داخل قالب پخت می‌کنند. عملیات پخت را Curing گویند.

       کلید و پریز برق ، از گروه ملامینها

ترموسیتینگها

این پلیمرها ، پلیمرهایی هستند که در اثر گرما نرم نمی‌شوند. بلکه با افزایش دما ، سختتر و محکمتر می‌شوند و با بالا رفتن بیشتر دما ، درجه سختی آنها افزایش می‌یابد. این پلیمرها برای قالب گیری ، درون قالب ریخته می‌شوند و قالب گیری می‌شوند. گاهی ممکن است فرایند پلیمریزاسیون نیز همزمان درون قالب انجام شود و بعد از پلمریزاسیون ، پلیمر شکل قالب را به خود می‌گیرد.

مقایسه ترموستها ، الاستومرها و ترموسیتینگها از نظر ساختمانی

ترموستها و الاستومرها ، پلیمرهای یک‌بعدی هستند. بنابراین در حلال‌های مرسوم شیمیایی که بسته به نوع ساختمان پلیمر تعیین می‌شود، حل می‌گردند. اما ترموسیتینگها ، جزو پلیمرهای سه بعدی یا مشبک می‌باشند و بنابراین در هیچ حلالی حل نمی‌شوند.

معادلات حالت ابزاری قوی و مؤثر جهت مطالعه خواص ترمودینامیکی و رفتار فازی مواد مختلف می باشند. این معادلات فشار، حجم و دما را به یکدیگر ربط می دهند. معادلات حالت برای مواد پلیمری نیز موضوع با اهمیتی نزد دانشمندان و مهندسین پلیمر می باشد زیرا چنین معادلاتی قادرند رفتار پلیمرها را در محدوده وسیعی از دما و فشار پیش بینی نمایند بخصوص زمانی که مقادیر آزمایشگاهی موجود نباشند.

معادلات حالت تئوری زیادی برای پلیمرهای مایع وجود دارد، که معادلاتی نظیر(PHCT,FOV GFD,SAFT,PHSC,LF )از آن جمله اند. مراجع مربوط به هر یک از این معادلات را می توان درRadosz  Cando (مرجع 1) جستجو نمود. به نظر می رسد که تقریباً کلیه معادلات حالت مربوط به پلیمرهای مایع، اطلاعات PVT را به خصوص در دماهای پایین به خوبی پیش بینی نموده و تحت پوشش قرار می دهند، اما بین معادلات حالت مختلف برای پیش بینی دقیق رفتارPVT در محدوده وسیعی از فشار و دما و پیش بینی خواص ترمودینامیکی مخلوط ها و محلولهای پلیمری خصوصاً رفتار جدایی فاز ، تفاوت عمده ای می باشد(مرجع 2) .

تحقیق در مورد ترمودینامیک

اختصاصی از فی گوو تحقیق در مورد ترمودینامیک دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

 تعداد صفحه20

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

انبساط جامدات

گرما موجب افزایش فاصله مولکولها یا انبساط اجسام می شود که در جامدات افزایش دما

موجب انبساط طولی - سطحی و حجمی می شود و در سیالات باعث افزایش حجم می شود

انبساط طولی جامدات

اگر طول جسمی در دمای   برابر   در دمای   برابر   باشد رابطه بین آنها به

صورت زیر می باشد

 

تعریف ضریب انبساط طولی

اندازه انبساط  واحد طول جامد را وقتی دمای آن یک درجه افزایش می یابد ضریب

انبساط طولی می نامند که با واحد  بیان می شود

با توجه به فرمول فوق میزان افزایش طول از رابطه   و افزایش طول نسبی

از رابطه    به دست می آید

انبساط سطحی جامدات

سطح جامدات نیز بر اثر تغییردما تغییر می کند روابط محاسبه مانند انبساط طولی

می باشد

 

=مساحت جدید

=مساحت اولیه

 تغییر دما

=تغییرات مساحت

= ضریب انبساط سطحی

ضریب انبساط سطحی

افزایش واحد سطح جسم وقتیکه دمای یک جسم یک درجه افزایش می یابد . برای هر

جسم رابطه تقریبیبرقرار است

انبساط حجمی جامدات

حجم جامدات نیز بر اثر تغییر دما تغییر می کند

 

=حجم جدید

=حجم اولیه

=ضریب انبساط حجمی جامد

=تغییرات حجم

 

انبسا ط مایعات

مایعات نیز بر اثر افزایش دما منبسط می شود

 

مشخصه های گازها

برای یک گاز فشار P وحجم V  و دما T و مقدار یا تعداد ملکول گرم ها را مشخصه های

ترمودینامیکی گاز می نامند

تحول یک گاز

تحول یک گاز یعنی تغییر مشخصه های گاز

 الف -  تحول مقدار معینی از گاز در دمای ثابت - فرآیند هم دما

حاصلضرب فشار در حجم معینی از یک گاز در دمای ثابت مقداریست ثابت

 

مقدار ثابت

سطح محصور در نمودار فشار -حجم (P-V ) در هر تحول برابر است با کار انجام شده

توسط گاز که اگر تحول در جهت افزایش حجم باشد گاز کار مثبت انجام می دهد و اگر در

جهت کاهش حجم باشد گاز کار منفی انجام می دهد

تحول مقدار معینی از گاز در فشار ثابت- فرآیند هم فشار

در فشار ثابت حجم مقدار معینی از گاز با دمای مطلق گاز نسبت مستقیم دارد

 

مقدار ثابت

ضریب انبساط حجمی در فشار ثابت

در فشار ثابت اگر دمای گاز ضفر درجه ای را 1 درجه افزایش دهیم به حجم گاز به اندازه

 حجم اولیه افزوده می شود که  را ضریب انبساط حجمی در فشار ثابت

مینامند که برای کلیه گازهای کامل مقداریست ثابت

نمودار تغییرات حجم بر حسب دما در فشار ثابت

اگر حجم گاز در صفر درجه سلسیوس  و در  درجه   بنامیم می توان نوشت

 

که مانند تابع  خط راستی است با ضریب زاویه   

تحول در مقدار معین از گاز در حجم ثابت - فرآیند هم حجم

در حجم ثابت فشار گاز با دمای مطلق گاز نسبت مستقیم دارد

 

مقدار ثابت

فرمول کلی گازها

برای یک گاز کامل رابطه زیر برقرار است

 

 =فشار بر حسب پاسکال

=حجم بر حسب متر مکعب

 بر حسب جرم گاز و جرم مولکولی

=دما بر حسب کلوین

 

تحول گاز در حالت کلی

برای دو حالت مختلف گاز می توان نوشت

 

تحقیق در مورد ترمودینامیک

اختصاصی از فی گوو تحقیق در مورد ترمودینامیک دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه27

ترمودینامیک:

قوانین گازها:

تعریف ماکروسکوپیک گاز کامل: تعریفی که براساس خواص ظاهری و قابل اندازه گیری بیان شود گاز کامل گازیست رقیق با چگالی کم پس اگر گازهای سبک در محفظه های بزرگ نگهداری کنیم گازکامل داریم.

تعریف میکروسکوپیک گازکامل: (تعریفی که بر اساس خواص ذرات تشکیل دهنده گاز بیان شود) گاز یست که در ان فاصله بین مولکول ها آنقدر زیاد باشد تا ازنیروهای بین مولکولی بتوان صرف نظر نمود.

هر گاز را با سه کمیت فشار (P) حجم (V) و دمای مطلق (T) نمایش می دهیم و چنانچه می دانیم این سه کمیت مستقل از هم عمل نکرده و بوسیله قوانین هریل= ماریوت و شارل- گیلوساک به هم ارتباط دارند.

= مقدار ثابت= PV بویل- ماریوت

 مقدار ثابت = شارل- گیلوساک

نتیجه دو قانون فوق به صورت زیر بیان می شود:

مقدار ثابت =

پس

توجه: در رابطه فوق V,P در دو طرف تساوی بر حسب هر واحدی می توانند بیان شوند ولی T حتما باید بر حسب کلوین باشد.

مثالک در فشار ثابت دمای گازی را c30 درجه سانتیگراد افزایش می دهیم درنتیجه گاز 1/1 برابر می شود دمای اولیه گاز چند درجه سانتی گراد است.

********

مثال: حجم و فشار گازی را دو برابر می کنیم دمای گاز برحسب سانتی گراد چند برابر می شود.

1- دوبرابر                   2- نصف

3- چهاربرابر            4- بیشتر از چهار برابر

************

مثال: می خواهیم فشار گازی را دو برابر کنیم در اینصورت می توان: (دما در گزینه ها بر حسب سانتی گراد است)

• در دمای ثابت حجم گاز را دوبرابر نمود
• در دمای ثابت حجم گاز را نصف نمود
• در حجم ثابت دمای فاز را دوبرابر کنیم
• در حجم ثابت دمای گاز را نصف کنیم

********

نکته- مثال: در دمای ثابت چند درصد حجم گازی را کاهش دهیم تا فشار گاز 25 درصد افزایش یابد.

1) 10درصد 2) 15درصد     3) 20درصد

تحقیق در مورد ترمودینامیک

اختصاصی از فی گوو تحقیق در مورد ترمودینامیک دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه8

فهرست مطالب

نگاه اجمالی

تاریخچه

محاسبه فشار بر پایه نظریه جنبشی

تعبیر دما از دیدگاه نظریه جنبشی

مسافت آزاد میانگین

توزیع سرعتهای مولکولی

توزیع سرعتهای مولکولی در مایعات

مثال واقعی در مورد توزیع سرعتهای مولکولی

توزیع ماکسولی

نقص توزیع سرعت ماکسولی با نظریه جنبشی

ماکسول قانون توزیع سرعتهای مولکولی را در سال 1859 میلادی به دست آورد. در آن زمان بررسی این قانون به کمک اندازه گیری مستقیم ممکن نبود و در حقیقت تا سال 1920 که اولین کوشش جدی در این راه توسط اشترن (Stern) به عمل آمد، هیچ اقدامی صورت نگرفته بود. افراد مختلفی تکنیکهای این کار را به سرعت بهبود بخشیدند. تا اینکه در سال 1955 یک بررسی تجربی بسیار دقیق در تائید این قانون (در مورد مولکولهای گاز توسط میلر (Miller) و کاش (Kusch) از دانشگاه کلمبیا صورت گرفت.

اسبابی که این دو نفر بکار بردند در مجموعه‌‌ای از آزمایشها مقداری تالیوم در کوره قرار می‌دادند و دیواره‌های کوره O را تا دمای یکنواخت 80±4K گرم کردند. در این دما تالیوم بخار می‌شود و با فشار 3.2x10-3 میلیمتر جیوه ، کوره را پر می‌کند. بعضی از مولکولهای بخار تالیوم از شکاف s به فضای کاملا تخلیه شده خارج کوره فرار می‌کند و روی استوانه چرخان R می‌افتند در این صورت استوانه که طولش L است تعدادی شیار به صورت مورب تعبیه شده که فقط یکی از آنها را می‌توان دید. به ازای یک سرعت زاویه‌ای معین استوانه (W) فقط مولکولهایی که دارای سرعت کاملا مشخص V هستند می‌توانند بدون برخورد با دیواره‌ها از شیارها عبور کنند. سرعت V را می‌توان از رابطه زیر بدست آورد:

اگرچه توزیع ماکسولی سرعت برای گازها در شرایط عادی سازگاری بسیار خوبی با مشاهدات دارد. ولی در چگالیهای بالا ، که فرضهای اساسی نظریه جنبشی کلاسیک صادق نیستند. این سازگاری نیز به هم می‌خورد. در این شرایط باید از توزیعهای سرعت مبتنی بر اصول مکانیک کوانتومی ، یعنی توزیع فرمی - دیراک (Fermi Dirac) بوز – انیشتین (Bose Einstein) استفاده کرد. این توزیعهای کوانتمی در ناحیه کلاسیک ( چگالی کم ) با توزیع ماکسولی توافق نزدیک دارند و در جایی که توزیع کلاسیک با شکست مواجه می‌شود با نتایج تجربی سازگارند. بنابراین در کاربرد توزیع ماکسولی محدودیتهایی وجود دارد. همانگونه که در واقع برای هر نظریه‌ای چنین است.