دانلود pdf شیمی فیزیک (رشته شیمی) کمیاب و عالی
مطالعه شیمی فیزیک (رشته شیمی) دریچهای گسترده به درک عمیقتر اصول بنیادین جهان مواد میگشاید و در ابتدا با مبحث گازها و نظریه جنبش مولکولی آغاز میشود. در این بخش، اهداف رفتاری مشخصی برای درک ماهیت گازها، شامل قوانین اساسی مانند قانون بویل و قانون شارل-گیلوساک (هم در حجم ثابت و هم در حالت کلی) تعریف شده است.
در ادامه بحث گازهای حقیقی، رفتار غیر ایدهآل آنها و مفهوم ضریب تراکمپذیری اهمیت ویژهای پیدا میکند. عوامل مؤثر و اثر کاهش فشار بر ضریب تراکمپذیری با دقت تحلیل میشود تا ویژگیهای متمایز گازهای حقیقی از گازهای کامل روشن گردد.
حجم مستثنی در معادله واندروالس، پارامترهای این معادله و ضرایب آن، و همچنین پارامترهای تغییردهنده حالتهای فیزیکی یک جسم مورد توجه قرار میگیرد. در این راستا، محاسبه ضریب تراکمپذیری در نقطه بحرانی و کاربرد حالتهای متناظر در معادله واندروالس، در کنار مفهوم کمیتهای کاسته و واقعی، ابزارهای لازم برای توصیف دقیقتر گازها را فراهم میآورد.
بخش بعدی به نظریه جنبشی مولکولی میپردازد و با دمای بویل و مدل جنبشی-مولکولی آغاز میشود. فرضیات نظریه جنبشی پایه و اساس درک ما از حرکت مولکولهاست. سپس، قانون گراهام و سرعت نفوذ مولکولی، همراه با مثالهایی برای محاسبه سرعت نفوذ، تشریح میشود.
مفاهیمی چون مسیر آزاد متوسط، بسامد (فرکانس) برخورد، تعداد برخوردهای مولکولی، و سرعت نسبی در برخوردهای مولکولی از اهمیت بالایی برخوردارند. انواع برخورد مولکولی، پویش آزاد و بسامد برخورد، و در نهایت محاسبه سرعت متوسط گازها و رابطه آن با جرم مولکولها نیز بررسی میشود.
انرژیهای موجود در مولکولها نیز از جنبههای مهم نظریه جنبشی است. توزیع انرژی در مولکولها و انرژیهای موجود در جسم شامل محاسبه انرژی مولکولهای تکاتمی، دواتمی، سهاتمی خطی و سهاتمی غیرخطی، نمای کاملی از وضعیت انرژی مولکولها در حالتهای مختلف فیزیکی ارائه میدهد. این مباحث پایهگذار درک مباحث پیچیدهتر در شیمی فیزیک خواهد بود.
نوع فایل: پی دی اف – 246 صفحه
فهرست مطالب:
- شیمی فیزیک ۱
- فصل اول: گازها و تئوری جنبش مولکولی
- اهداف رفتاری فصل اول
- قانون بویل
- واحدهای فشار
- نقطه سه گانه آب
- قانون شارل – گیلوساک
- قانون شارل – گیلوساک در حجم ثابت
- شیب منحنیهای حاصل در دمای صفر درجه سلسیوس
- گاز ایده آل و گاز حقیقی
- ثابت گازها (R) و کالری
- قانون فشار جزئی دالتون
- رفتار غیر ایده آل گازها و فاکتور تراکم پذیری
- اثر کاهش فشار بر فاکتور تراکمپذیری
- عوامل موثر در فاکتور تراکم پذیری
- گازهای حقیقی و کامل
- ویژگیهای گازهای حقیقی
- حجم مستثنی
- محاسبه حجم مستثنی (مثال)
- پارامترهای معادله واندروالس
- حجم مستثنی در معادله واندروالس
- معادله واندروالس و ضرایب آن
- پارامترهای تغییر دهنده حالات فیزیکی یک جسم
- محاسبه فاکتور تراکم پذیری در نقطه بحرانی
- کاربرد حالات متناظر در معادله واندروالس
- کمیتهای کاسته و واقعی
- دمای بویل و مدل جنبشی-مولکولی
- فرضیات تئوری سینتیک
- قانون گراهام و سرعت نفوذ مولکولی
- مثال (محاسبه سرعت نفوذ)
- حل (محاسبه سرعت نفوذ)
- مسیر آزاد متوسط و فرکانس برخورد
- تعداد برخوردهای مولکولی
- سرعت نسبی در برخوردهای مولکولی
- انواع برخورد مولکولی
- پویش آزاد و فرکانس برخورد
- محاسبه سرعت متوسط گازها
- رابطه سرعت متوسط مولکولها با جرم
- توزیع انرژی در مولکولها
- انرژیهای موجود در جسم
- محاسبه انرژی مولکول تک اتمی
- محاسبه انرژی مولکول دو اتمی
- محاسبه انرژی مولکول سه اتمی خطی
- محاسبه انرژی مولکول سه اتمی غیر خطی
- فصل دوم: ترمودینامیک
- اهداف رفتاری فصل دوم
- انواع سیستمها در ترمودینامیک
- قانون صفر ترمودینامیک
- مفهوم دما و گرما
- اندازهگیری دما و انواع دماسنج
- انواع دماسنجها (ادامه)
- انرژی و اشکال مختلف آن
- واحدهای انرژی: ژول و کالری
- متغیرهای حالت در شیمی
- انواع متغیرهای حالت در یک سیستم
- انواع خواص سیستم
- خواص دو متغیر شدتی
- مثال (تغییرات فشار با دما)
- حالت تعادل ترمودینامیکی
- سیستم برگشت پذیر چیست؟
- فرآیندهای برگشت پذیر و کار
- قرارداد ترمودینامیکی (کار)
- کار برگشت پذیر و ناپذیر
- تمرین (کار در انبساط)
- پاسخ – راه برگشت پذیر
- پاسخ – راه برگشت ناپذیر
- اصل اول ترمودینامیک (اصل بقای انرژی)
- صورتهای انرژی جنبشی درونی مولکولهای یک گاز
- توابع حالت و انرژی درونی
- دیفرانسیل تابع حالت
- ویژگیهای گرما و کار
- تغییرات انرژی درونی
- تحول ترمودینامیکی در حجم ثابت
- تابع آنتالپی و تعریف آن
- ضریب ژول تامسون
- دمای وارونگی
- ظرفیت گرمایی سیستم در حجم ثابت
- تغییرات انرژی درونی گاز واندروالس
- ظرفیت گرمایی در فشار ثابت
- تابعیت آنتالپی از متغیرهای حالت
- رابطه بین (Cp) و (Cv)
- انبساط آدیاباتیک یک گاز
- کار در انبساط آدیاباتیک
- رابطه دما با حجم در سیستم آدیاباتیک
- کار در تحول آدیاباتیک برگشت پذیر
- کار در تحول آدیاباتیک برگشت ناپذیر
- ظرفیت گرمایی متوسط در دما
- فصل سوم: ترموشیمی
- اهداف رفتاری فصل سوم
- کاربرد اصل اول ترمودینامیک در شیمی
- انواع واکنشها بر اساس تغییرات انرژی داخلی و آنتالپی
- قانون لاوازیه یا لاپلاس بر اساس اصل اول ترمودینامیک
- کالریمتر و انواع آن
- گرمای واکنش در حجم ثابت (QV)
- انجام واکنش در شرایط حجم ثابت
- گرمای واکنش در فشار ثابت (Qp)
- حالات استاندارد
- قانون ژول و انرژی درونی گاز کامل
- رابطه Qp و Qv
- ظرفیت گرمایی مولی در حجم ثابت
- ظرفیت گرمایی مولی در فشار ثابت
- آلوتروپی
- قانون هس
- آنتالپی تشکیل
- آنتالپی استاندارد تشکیل
- نکات مربوط به آنتالپی استاندارد تشکیل
- انواع آنتالپی تشکیل
- انرژی پیوند کووالانسی
- اثر انرژی پیوند بر آنتالپی
- مثال: انرژی پیوند H-O
- مثال: انرژی پیوند C-H
- مقایسه آنتالپی تشکیل و انرژی پیوند
- تفاوت آنتالپی تشکیل در واکنشهای مختلف
- انرژی شکست و تشکیل پیوند
- انرژی شبکه بلور و سیکل بورن-هابر
- سیکل بورن-هابر: مرحله مستقیم
- مراحل غیر مستقیم سیکل بورن هابر
- محاسبات سیکل بورن-هابر
- مرحله آخر سیکل بورن هابر
- سلولاته شدن یا آبپوشی چیست؟
- فصل چهارم: اصل دوم و سوم ترمودینامیک
- اهداف رفتاری فصل چهارم
- اصل دوم ترمودینامیک در مورد تبدیل گرما به کار
- توضیح ماشین گرمایی
- بازده ماشین گرمایی
- دستگاههای مبدل انرژی (ماشینها)
- اصول تامسن و کلاوزیوس
- انرژی و فرآیندهای برگشتپذیر و ناپذیر
- کار ماکزیمم و مفهوم آنتروپی
- اهمیت اصل دوم ترمودینامیک و سیکل کارنو
- ویژگیهای سیکل کارنو
- مراحل سیکل برگشت پذیر کارنو در یک سیلندر
- مرحله ایزوترم انبساط
- محاسبات انبساط ایزوترم
- بازده ماشین گرمایی در سیکل کارنو
- محاسبه بازده ماکزیمم سیکل کارنو
- توضیح کار یخچال
- بازده یخچال
- آنتروپی – یک تابع حالت جدید
- آنتروپی و سیکل کارنو
- آنتروپی در سیستم بسته
- تعریف آنتروپی
- گرمای مبادله شده در فرآیند برگشتپذیر
- محاسبه عدم تساوی یا نامساوی کلوسیوس
- آنتروپی و سیکل برگشت ناپذیر
- آنتروپی و جهت خودبخودی فرآیندها
- کاربرد اصل دوم در مورد سیستم ایزوله (منفرد)
- اثبات نامساوی کلاوزیوس
- آنتروپی جهان
- آنتروپی جهان و جهت تغییرات
- تغییرات آنتروپی کل
- آنتروپی آماری
- رابطه بولتزمن و آنتروپی محلول جامد
- آنتروپی ماکزیمم برای دو اتم در حال ترکیب
- آنتروپی محلولهای جامد (محاسبه)
- انرژی درونی در فرآیند ایزوترم گاز کامل
- محاسبه کار و آنتروپی انبساط ایزوترم گاز کامل
- محاسبه کار و آنتروپی انبساط ایزوترم برای n مول گاز
- آنتروپی به عنوان تابعی از دو متغیر دما و حجم
- آنتروپی بر اساس اصل اول ترمودینامیک
- آنتروپی در حجم ثابت
- محاسبات آنتروپی
- آنتروپی گاز ایده آل و گاز حقیقی
- تغییر آنتروپی در یک مرحله برگشت ناپذیر
- آنتروپی در فرآیندهای برگشت ناپذیر
- آنتروپی تغییر حالت جسم خالص
- تغییر آنتروپی در فرآیند ذوب و گرمایش
- تغییر آنتروپی در فرآیند جوش و تبخیر
- محاسبه تغییرات آنتروپی کلی
- نظریه ژیوک و اصل سوم ترمودینامیک
- اصل سوم ترمودینامیک
- محاسبه تغییر آنتروپی تشکیل ترکیبات (استیلن)
- محاسبه تغییر آنتروپی تشکیل ترکیبات (اتان)
- فصل پنجم: معادلات اساسی در ترمودینامیک و کار – انرژی گیبس، انرژی هلمولتز و تعادل
- اهداف رفتاری فصل پنجم
- کار ماکزیمم، انرژی گیبس و هلمولتز
- ماکزیمم کار مفید
- ماکزیمم کار مفید در S و V ثابت، انرژی
- کار مفید و انرژی درونی
- کار مفید در شرایط مختلف
- انرژی آزاد گیبس و ماکزیمم کار مفید
- انرژی آزاد گیبس (G) و هلمولتز (A) به عنوان توابع حالت
- نامساوی کلاوزیوس و معادلات اساسی ترمودینامیک
- مشتقات ترمودینامیکی و ضرایب انبساط و تراکم پذیری
- مشتقات انرژی درونی برای گاز ایده آل و حقیقی
- رابطه Cp و Cv در گازهای کامل
- پتانسیل شیمیایی و آنتالپی آزاد
- تعریف پتانسیل شیمیایی
- کار مکانیکی و شیمیایی
- خواص آنتالپی آزاد
- پتانسیل شیمیایی و مشتقات آن
- تعادل فازی و شیمیایی
- اثر دما در آنتالپی آزاد
- اثر فشار بر آنتالپی آزاد
- وابستگی آنتالپی آزاد به فشار و تعداد مول
- آنتالپی آزاد و بررسی واکنشهای شیمیایی
- منحنی تغییرات آنتالپی آزاد یک واکنش شیمیایی
- واکنشهای خودبهخودی
- انواع واکنشها بر اساس ΔG و ΔS
- پیش بینی جهت واکنش بر اساس ΔG
- مثال: محاسبه دمای تعادل
- انواع واکنشها بر اساس ΔG و ΔS (ادامه)
- محاسبه تغییر آنتالپی آزاد در یک واکنش شیمیایی – آنتالپی آزاد استاندارد
- روشهای محاسبه آنتالپی آزاد استاندارد
- اندازهگیری آنتالپی آزاد استاندارد واکنشهای گازی
- مفهوم فیزیکی تغییرات آنتالپی آزاد
- کار الکتریکی در پیل
- کار الکتریکی
- فوگاسیته
- خواص و کاربرد فوگاسیته
- محاسبه فوگاسیته در گازهای حقیقی
- فوگاسیته گاز ایده آل و واندروالس
- ضریب فوگاسیته
- فصل ششم: تعادلات شیمیایی و قانون جابجاشدن تعادل
- اهداف رفتاری فصل ششم
- محاسبه و شرط تعادل در واکنشها
- فعالیت شیمیایی و پتانسیل شیمیایی
- ثابت تعادل ترمودینامیکی (K)
- بررسی تعادل در سیستم گازهای کامل
- قانون اثر جرم
- اثر دما بر ثابت تعادل (معادله ونت هوف)
- معادله گیبس هلمولتز
- نمودار ln K در برابر 1/T
- وابستگی ΔG به دما
- اثر دما بر حد تعادل واکنش گرماگیر
- اثر فشار بر ثابت تعادل
- اثر تغییر نسبت ترکیب در جابجایی تعادل (Δn > 0)
- اثر تغییر نسبت ترکیب بر تعادل (Δn < 0)
- تغییر جز مولی در دما و حجم ثابت
- تعادل در واکنشهای شیمیایی ناهمگن
- تعادل در واکنشهای ناهمگن (ادامه)
قیمت: 145/500 تومان
فصل دوم شیمی فیزیک (رشته شیمی) به طور کامل به ترمودینامیک اختصاص دارد و اهداف رفتاری مشخصی برای آن تدوین شده است. در ابتدا، انواع سامانهها (سیستمها) در ترمودینامیک، قانون صفر ترمودینامیک، و مفاهیم بنیادین دما و گرما معرفی میشوند.
روشهای اندازهگیری دما و انواع دماسنجها نیز در ادامه مورد بحث قرار میگیرد. پس از آن، به انرژی و شکلهای مختلف آن، واحدهای انرژی مانند ژول و کالری، و متغیرهای حالت در شیمی پرداخته میشود که شامل انواع متغیرهای حالت در یک سامانه و انواع خواص سامانه (از جمله خواص دو متغیر شدتی) است. مثالهایی نیز برای درک بهتر تغییرات فشار با دما ارائه میگردد.
مطالب مرتبط
- دانلود pdf شناخت و ایمنی مواد شیمیایی : راهنمای جامع MSDS در 41 صفحه
- دانلود pdf کنترل عوامل شیمیایی بیمارستان در 105 صفحه
- دانلود pdf بیوشیمی هورمون در 80 صفحه
- دانلود pdf ریسک مواد شیمیایی در تماس های شغلی در 51 صفحه
- دانلود pdf بیوشیمی عملی کامل و عالی در 73 صفحه
- دانلود pdf روش های جداسازی در شیمی در 173 صفحه
حالت تعادل ترمودینامیکی و پرسش “سامانه برگشتپذیر چیست؟” از مباحث محوری ترمودینامیک است. فرایندهای برگشتپذیر و کار انجام شده در آنها، قرارداد ترمودینامیکی برای کار، و تمایز میان کار برگشتپذیر و ناپذیر با تمرینهایی در انبساط و پاسخهای تفصیلی برای هر دو حالت برگشتپذیر و برگشتناپذیر تشریح میشود.
این مباحث به درک عمیقتر از اصل اول ترمودینامیک یا همان اصل بقای انرژی کمک میکند که صورتهای انرژی جنبشی درونی مولکولهای یک گاز را دربر میگیرد. توابع حالت و انرژی درونی، دیفرانسیل تابع حالت، ویژگیهای گرما و کار، و تغییرات انرژی درونی در تحولات ترمودینامیکی در حجم ثابت نیز به تفصیل بررسی میگردد.
در ادامه مباحث ترمودینامیک، تابع آنتالپی و تعریف آن، ضریب ژول-تامسون و دمای وارونگی، و همچنین ظرفیت گرمایی سامانه در حجم ثابت تبیین میشود. تغییرات انرژی درونی گاز واندروالس و ظرفیت گرمایی در فشار ثابت، به همراه تابعیت آنتالپی از متغیرهای حالت و رابطه بین (Cp) و (Cv) بخشهای مهمی از این فصل را تشکیل میدهند.
انبساط بیدررو (آدیاباتیک) یک گاز و کار در این نوع انبساط، رابطه دما با حجم در سامانه بیدررو، و کار در تحولات بیدررو برگشتپذیر و برگشتناپذیر، و در نهایت ظرفیت گرمایی متوسط در دما، دیدگاهی جامع از فرایندهای ترمودینامیکی ارائه میدهد.
فصل سوم شیمی فیزیک (رشته شیمی) به ترموشیمی اختصاص یافته است و اهداف رفتاری خاص خود را دنبال میکند. در این بخش، کاربرد اصل اول ترمودینامیک در شیمی، انواع واکنشها بر اساس تغییرات انرژی داخلی و آنتالپی، و قانون لاوازیه یا لاپلاس بر اساس اصل اول ترمودینامیک بررسی میشود.
کالریمتر و انواع آن، گرمای واکنش در حجم ثابت (QV) و گرمای واکنش در فشار ثابت (Qp) و نحوه انجام واکنش در شرایط حجم ثابت، مفاهیم بنیادی این شاخه از شیمی فیزیک (رشته شیمی) هستند. همچنین، حالتهای استاندارد، قانون ژول و انرژی درونی گاز کامل، و رابطه بین Qp و Qv، به همراه ظرفیت گرمایی مولی در حجم ثابت و فشار ثابت، اطلاعات لازم برای محاسبات ترموشیمیایی را فراهم میسازند.
دگرگونی (آلوتروپی) و قانون هس، آنتالپی تشکیل و آنتالپی استاندارد تشکیل (به همراه نکات و انواع آن) از مباحث کلیدی این فصل هستند. انرژی پیوند کووالانسی، اثر انرژی پیوند بر آنتالپی، و مثالهایی برای محاسبه انرژی پیوند H-O و C-H به درک عمیقتر از این مفاهیم کمک میکنند. مقایسه آنتالپی تشکیل و انرژی پیوند، تفاوت آنتالپی تشکیل در واکنشهای مختلف، و انرژی شکست و تشکیل پیوند از دیگر موضوعات مهم این بخش به شمار میروند.
در ادامه ترموشیمی، انرژی شبکه بلور و چرخه (سیکل) بورن-هابر به تفصیل شرح داده میشود که شامل مرحله مستقیم، مراحل غیرمستقیم، محاسبات و مرحله آخر این چرخه است. مفهوم سلولاتهشدن یا آبپوشی نیز به عنوان یک پدیده مهم در شیمی فیزیک (رشته شیمی) بررسی میشود.
فصل چهارم به اصول دوم و سوم ترمودینامیک میپردازد و اهداف رفتاری خاصی را دربر میگیرد. اصل دوم ترمودینامیک در مورد تبدیل گرما به کار، توضیح ماشین گرمایی، بازده ماشین گرمایی و دستگاههای مبدل انرژی، و همچنین اصول تامسن و کلاوزیوس، پایههای این مبحث را تشکیل میدهند. انرژی و فرایندهای برگشتپذیر و ناپذیر، کار بیشینه و مفهوم آنتروپی، و اهمیت اصل دوم ترمودینامیک و چرخه (سیکل) کارنو به طور کامل بررسی میشوند.
ویژگیها و مراحل چرخه برگشتپذیر کارنو در یک سیلندر (از جمله مرحله همدما انبساط و محاسبات مربوط به آن)، بازده ماشین گرمایی و بازده بیشینه چرخه کارنو، به همراه توضیح کار و بازده یخچال، به درک چرایی و چگونگی جریان انرژی کمک شایانی میکنند.
آنتروپی به عنوان یک تابع حالت جدید، رابطه آن با چرخه کارنو، و آنتروپی در سامانه بسته به تفصیل تعریف میشود. گرمای مبادله شده در فرایند برگشتپذیر، محاسبه عدم تساوی یا نامساوی کلاوزیوس، و آنتروپی و چرخه برگشتناپذیر از مباحث مهم این بخش هستند.
آنتروپی و جهت خودبهخودی فرایندها، کاربرد اصل دوم در مورد سامانه ایزوله (منفرد)، اثبات نامساوی کلاوزیوس، و آنتروپی جهان و جهت تغییرات آن، و در نهایت تغییرات آنتروپی کل، چارچوبی برای پیشبینی خودبهخودی بودن واکنشها و فرایندها ارائه میدهند.
آنتروپی آماری، رابطه بولتزمن و آنتروپی محلول جامد، آنتروپی بیشینه برای دو اتم در حال ترکیب و محاسبه آنتروپی محلولهای جامد، دیدگاه میکروسکوپی به مفهوم آنتروپی را تکمیل میکنند. انرژی درونی در فرایند همدما (ایزوترم) گاز کامل، محاسبه کار و آنتروپی انبساط همدما گاز کامل، و برای n مول گاز، و نیز آنتروپی به عنوان تابعی از دو متغیر دما و حجم، از جمله محاسبات مهمی هستند که در این بخش آموزش داده میشوند.
آنتروپی بر اساس اصل اول ترمودینامیک، آنتروپی در حجم ثابت و محاسبات آنتروپی، و آنتروپی گاز ایدهآل و حقیقی، تفاوتها و شباهتهای آنها را نمایان میسازد. تغییر آنتروپی در یک مرحله برگشتناپذیر، آنتروپی در فرایندهای برگشتناپذیر، آنتروپی تغییر حالت جسم خالص، و تغییر آنتروپی در فرایند ذوب، گرمایش، جوش و تبخیر، به همراه محاسبه تغییرات آنتروپی کلی، درک کاملی از این تابع حالت ارائه میدهند. در پایان این فصل، نظریه ژیوک و اصل سوم ترمودینامیک و محاسبه تغییر آنتروپی تشکیل ترکیبات (مانند استیلن و اتان) بیان میگردد.
فصل پنجم شیمی فیزیک (رشته شیمی) به معادلات اساسی در ترمودینامیک، کار و انرژیهای گیبس و هلمولتز و تعادل میپردازد. اهداف رفتاری این فصل شامل بررسی کار بیشینه، انرژی گیبس و هلمولتز، و مفهوم بیشینه کار مفید (شامل حالتهای S و V ثابت) است.
کار مفید و انرژی درونی، کار مفید در شرایط مختلف، انرژی آزاد گیبس و بیشینه کار مفید، و انرژی آزاد گیبس (G) و هلمولتز (A) به عنوان توابع حالت، محورهای اصلی این فصل هستند. نامساوی کلاوزیوس و معادلات اساسی ترمودینامیک، مشتقات ترمودینامیکی و ضرایب انبساط و تراکمپذیری، و مشتقات انرژی درونی برای گاز ایدهآل و حقیقی، به همراه رابطه Cp و Cv در گازهای کامل، ابزارهای تحلیلی لازم را فراهم میآورند.