منو
 صفحه های تصادفی
تولید اجاق گاز
رشد عقلی نوجوانان
heel spur
Protactinium
کاربردهای مشتقات جزئی
مشکلات مراحل نوجوانی
محاسبه قطر و فاصله ماه در زمان گرفت
کتاب سلیم بن قیس
دندان درد
کنف
 کاربر Online
615 کاربر online
تاریخچه ی: درجه آزادی

تفاوت با نگارش: 1

Lines: 1-27Lines: 1-38
-
||درجه آزادی عبارت است از ذکر تعداد حداقل متغیرهای شدتی که با معلوم بودن آنها بقیه متغیرهای شدتی سیستم ، معلوم و معین می‌باشد.||
+>
>||درجه آزادی عبارت است از ذکر تعداد حداقل متغیرهای شدتی که با معلوم بودن آنها بقیه متغیرهای شدتی سیستم ، معلوم و معین می‌باشد.||


{img src=img/daneshnameh_up/0/08/hydrate_inlay.jpg}
 !دید کلی !دید کلی
-برای رسیدن به مفهوم درجه آزادی ، باید ابتدا مفهوم فاز و جزء را بدانیم. کلمه فاز یک واژه یونانی و به معنی ظاهر است. یک فاز حالتی از ماده است که بطور کامل یکنواخت می‌باشد، این یکنواختی نه فقط از لحاظ ترکیب شیمیایی است بلکه شامل حالت فیزیکی هم می‌شود (این کلمات از گیبس است.). از اینرو از فازهای ((جامد)) ، ((مایع)) و ((گاز)) یک ماده و از فازهای جامد مختلف آن ماده (مانند ((فسفر|فسفر سیاه و فسفر سفید))) سخن به میان می آوریم. منظورمان از جزء ، گونه موجود در سیستم ، مانند حل شده و ((حلال)) در یک سیستم دوتایی می‌باشد. این دو ه یعنی فاز و جزء ، توسط قانونی به نام ((قانون فاز)) با درجه آزادی ارتباط پیدا می‌کنند. +برای رسیدن به مفهوم درجه آزادی ، باید ابتدا مفهوم __فاز__ و __جزء__ را بدانیم. کلمه __فاز__ ، یک واژه یونانی و به معنی ظاهر است. یک فاز حالتی از ماده است که بطور کامل یکنواخت می‌باشد، این یکنواختی نه فقط از لحاظ ((ترکیب شیمیایی)) است، بلکه شامل حالت فیزیکی هم می‌شود (این کلمات از "__گیبس__" است.). از اینرو از فازهای ((جامد)) ، ((مایع)) و ((گاز)) یک ماده و از فازهای جامد مختلف آن ماده (مانند ((فسفر|فسفر سیاه و فسفر سفید))) سخن به میان میآوریم.

منظورمان از __جزء__ ، گونه موجود در سیستم ، مانند حل شده و ((حلال)) در یک سیستم دوتایی می‌باشد. این دو یعنی فاز و جزء ، توسط قانونی به نام __~~green:قانون فاز~~__ با درجه آزادی ارتباط پیدا می‌کنند.
 !تعداد فازها !تعداد فازها
-تعداد فازها در سیستم را با~~green: P ~~نشان می‌دهیم. یک گاز یا یک مخلوط گازی ، یک بلور و بالاخره دو مایع کاملا امتزاج پذیر همگی فقط یک فاز را تشکیل می‌دهند. گرچه ممکن است یخ به قطعات کوچکتری خرد شود، ولی فقط یک فاز دارد (P=1). محلول آب و یخ سیستم دوفازی می‌باشد (P=2)، گرچه مشخص کردن مرز بین این فازها مشکل است.

((آلیاژ|آلیاژی)) از دو فلز امتزاج ناپذیر ، یک سیستم دوفازی می‌باشد (P=2)، در حالیکه اگر امتزاج پذیر باشند یک سیستم یک فازی است (P=1). از این مثال استنباط می‌شود که قضاوت در این مورد که آیا سیستمی یک یا دو فلز دارد، همیشه آسان نیست.
+تعداد فازها در سیستم را با~~green: P ~~نشان می‌دهیم. یک گاز یا یک مخلوط گازی ، یک بلور و بالاخره دو مایع کاملا امتزاج پذیر ، همگی فقط یک فاز را تشکیل می‌دهند. گرچه ممکن است یخ به قطعات کوچکتری خرد شود، ولی فقط یک فاز دارد (__P=1__). محلول آب و یخ سیستم دوفازی می‌باشد (__P=2__)، گرچه مشخص کردن مرز بین این فازها مشکل است. ((آلیاژ|آلیاژی)) از دو فلز امتزاج ناپذیر ، یک سیستم دوفازی می‌باشد (__P=2__)، در حالیکه اگر امتزاج پذیر باشند یک سیستم یک فازی است (__P=1__).

از این مثال استنباط می‌شود که قضاوت در این مورد که آیا سیستمی یک یا دو ((فلز)) دارد، همیشه آسان نیست.
 !تعداد اجزا !تعداد اجزا
-کمترین تعداد گونه‌های مستقلی که برای مشخص نمودن ترکیب تمام فازها در سیستم لازم است ا تعداد اجزا می‌نامیم و آن را با ~~green:C~~ نمایش می‌دهیم. اگر گونه‌های موجود در سیستم ترکیب نشوند، به آسانی می‌توان از این تعریف استفاده کرد. برای مثال آب خالص سیستم یک جزئی (C=1) و مخلوط آب - اتانول سیستم دو جزئی (C=2) است. +کمترین تعداد گونه‌های مستقلی که برای مشخص نمودن ترکیب تمام فازها در سیستم لازم است __تعداد اجزا__ می‌نامیم و آن را با ~~green:C~~ نمایش می‌دهیم. اگر گونه‌های موجود در سیستم ترکیب نشوند، به آسانی می‌توان از این تعریف استفاده کرد. برای مثال ، آب خالص ، سیستم یک جزئی (__C=1__) و مخلوط آب - اتانول سیستم دو جزئی (__C=2__) است.
 !تعداد درجه آزادی !تعداد درجه آزادی
-تعداد درجه آزادی را با علامت ~~green:F~~ نشان می‌دهیم. برای هر سیستم مطرح شده ، دو نوع کمیت وجود دارد. یک نوع، ((کمیتهای توسعه پذیر)) یا ابعادی و نوع دیگر ((کمیتهای شدتی)) می‌باشند. G ، H ، E ، m ، V کمیتهای توسعه پذیر هستند و Em ، Vm ، X (کسر مولی) ، n ، ρ، T، P کمیتهای شدتی می‌باشند. معلوم شده است که در بررسی ((تعادلهای فازی)) ، استفاده از کمیتهای شدتی ، مناسب تر می‌باشند. لذا برای توصیف سیستم از کمیتهای شدتی استفاده می‌شود.

در توصیف سیستم نیاز نیست که همه متغیرهای شدتی ارائه شوند، چرا که به کمک روابط موجود و جداول تنظیمی با داشتن P و T کافی است تا سایر کمیتهای آن را بدست آورد. این حداقل تعداد را به نام "درجات آزادی سیستم" می‌گوییم. حال اگر ببینیم بین این حداقلها رابطه‌ای وجود دارد، باز هم می‌‌توان این حداقل را کاهش داد. مثلا در تعادلی بین آب و یخ ، تنها یک متغیر شدتی کافی است. اگر سیستم بیش از یک جز داشته باشد، بعد از Tو P ، کمیت غلظت مطرح می‌شود که بهترین نماد آن X ، یا کسر مولی است. پس متغیرهای شدتی مناسب برای تعادلهای فازی عبارتند از: P، X ، T.
+تعداد درجه آزادی را با علامت ~~green:F~~ نشان می‌دهیم. برای هر سیستم مطرح شده ، دو نوع کمیت وجود دارد. یک نوع ، ((کمیتهای توسعه پذیر)) یا ابعادی و نوع دیگر ((کمیتهای شدتی)) می‌باشند. G ، H ، E ، m ، V کمیتهای توسعه پذیر هستند و Em ، Vm ، X (کسر مولی) ، n ، ρ، T، P کمیتهای شدتی می‌باشند. معلوم شده است که در بررسی __تعادلهای فازی__ ، استفاده از کمیتهای شدتی ، مناسبتر می‌باشند. لذا برای توصیف سیستم از کمیتهای شدتی استفاده می‌شود.

در توصیف سیستم نیاز نیست که همه متغیرهای شدتی ارائه شوند، چرا که به کمک روابط موجود و جداول تنظیمی با داشتن __P__ و __T__ کافی است تا سایر کمیتهای آن را بدست آورد. این حداقل تعداد را به نام "__درجات آزادی سیستم__" می‌گوییم. حال اگر ببینیم بین این حداقلها رابطه‌ای وجود دارد، باز هم می‌‌توان این حداقل را کاهش داد. مثلا در تعادلی بین آب و یخ ، تنها یک متغیر شدتی کافی است.

اگر سیستم بیش از یک جز داشته باشد، بعد از T و P ، کمیت ((غلظت)) مطرح می‌شود که بهترین نماد آن __X__ ( کسر مولی ) است. پس متغیرهای شدتی مناسب برای تعادلهای فازی عبارتند از: __P__، __X__ ، __T__.


{img src=img/daneshnameh_up/9/96/chemicals1.jpg}
 !قانون فاز !قانون فاز
-در سیستم یک جزئی (C=1) اگر فقط یک فاز وجود داشته باشد (P=1) ، ((فشار)) و ((دما)) می‌توانند بطور مستقل تغییر کنند. اگر درجه آزادی یا F سیستم را به صورت تعداد متغیرهای شدتی تعریف کنیم که می‌تواند به صورت مستقل تغییر کند، بون آنکه اختلالی در تعداد فازهای در حال سیستم بنماید، در این صورت F=2 است. "گیبس" در یکی از برازنده ترین محاسبات ((ترموشیمی|ترمودینامیک شیمیایی))، قانون فاز را بدست آورد. این قانون رابطه کلی بین درجه آزادی F ، تعداد اجزا C و تعداد فازهای در حال تعادل P برای هر سیستمی با هر ترکیبی برقرار می‌کند:

+در سیستم یک جزئی (__C=1__) ، اگر فقط یک فاز وجود داشته باشد (__P=1__) ، ((فشار)) و ((دما)) می‌توانند بطور مستقل تغییر کنند. اگر درجه آزادی یا __F__ سیستم را به صورت تعداد متغیرهای شدتی تعریف کنیم که می‌تواند به صورت مستقل تغییر کند، بون آنکه اختلالی در تعداد فازهای در حال سیستم بنماید، در این صورت __F=2__ است. "__گیبس__" در یکی از برازنده ترین محاسبات ((ترموشیمی|ترمودینامیک شیمیایی))، قانون فاز را بدست آورد.

این قانون رابطه کلی بین درجه آزادی __F__ ، تعداد اجزا __C__ و تعداد فازهای در حال تعادل __P__ برای هر سیستمی با هر ترکیبی برقرار می‌کند:

 ::__~~green:F = C - P + 2~~__:: ::__~~green:F = C - P + 2~~__::
 !مباحث مرتبط با عنوان !مباحث مرتبط با عنوان
 *((اصل لوشاتلیه)) *((اصل لوشاتلیه))
 *((الکتروشیمی)) *((الکتروشیمی))
 *((الکتروشیمی تعادل)) *((الکتروشیمی تعادل))
 *((ترموشیمی)) *((ترموشیمی))
 *((تعادل شیمیایی)) *((تعادل شیمیایی))
 *((ثابت تعادل شیمیایی)) *((ثابت تعادل شیمیایی))
 *((سرعت واکنش)) *((سرعت واکنش))
 *((سنیتیک شیمیایی)) *((سنیتیک شیمیایی))
 *((شیمی فیزیک)) *((شیمی فیزیک))
 *((عوامل موثر بر تعادل شیمیایی)) *((عوامل موثر بر تعادل شیمیایی))
 *((کمیتهای توسعه پذیر)) *((کمیتهای توسعه پذیر))
 *((کمیتهای شدتی)) *((کمیتهای شدتی))
 *((قانون فاز)) *((قانون فاز))

تاریخ شماره نسخه کاربر توضیح اقدام
 دوشنبه 02 آبان 1384 [19:42 ]   2   فیروزه نجفی      جاری 
 پنج شنبه 20 مرداد 1384 [16:00 ]   1   حسین خادم      v  c  d  s 


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..