تاثیر ارتعاش کششی C=C در طیف سنجی مادون قرمز

دید کلی

طیف مادون قرمز برای هر ماده ای در محدوده خاصی قرار دارد. ولی در یک مولکول ، استخلافهای موجود ، محدوده طیف را تحت تاثیر قرار می‌دهند. می‌خواهیم تاثیر ارتعاش کششی C=C را بر طیف سنجی مادون قرمز بررسی کنیم. 

img/daneshnameh_up/2/26/Buten-2-cis7.jpg

آلکنهای آلکیل استخلاف شده ساده

فرکانس کششی برای آلکنهای غیر حلقوی ساده ، معمولا بین 1640 و 1670سانتی‌متر به توان 1- ظاهر می‌شود. تعدد گروههای آلکیلی بر روی پیوند دو گانه ، فرکانسهای C=C را افزایش می‌دهد. برای مثال ، آلکنهای تک‌ استخلافی ساده دارای مقادیر حدود 1640سانتی‌متر به توان 1- هستند، آلکنهای 1،1- دو استخلافی در حدود 1650 سانتی متر به توان 1- جذب می‌کنند و آلکنهای سه و چهار استخلافی در نزدیکی 1670 سانتی‌متر به توان 1- جذب می‌دهند.

آلکنهای ترانس – دو استخلافی در فرکانسهای بالاتری (1670 سانتی‌متر به توان 1- ) نسبت به آلکنهای سیس- دو استخلافی (1658 سانتی‌متر به توان 1- ) جذب می‌دهند. متاسفانه گروه C=C دارای شدت نسبتا ضعیف است که قطعا بمراتب ضعیفتر از گروه C=O است. در بسیاری از موارد همچون آلکنهای چهار استخلافی ، پیوند دو گانه ممکن است آنقدر ضعیف باشد که دیده نشود. اگر گروههای متصل بطور متقارن چیده شده باشند، تغییری در گشتاور دو قطبی در حین ارتعاش کششی رخ نداده ، لذا ، هیچ گونه جذب مادون قرمز مشاهده نمی‌گردد.

سیس – آلکنها که کم‌متقارن‌تر از ترانس – آلکنها هستند، عموما شدیدتر از مورد دوم جذب می‌کنند. پیوندهای دو گانه موجود در حلقه‌ها (چون غالبا متقارن هستند) ضعیفتر از آنهایی که در حلقه نیستند، جذب صورت می‌دهند. پیوندهای دو گانه انتهایی در آلکنهای تک استخلافی معمولا جذب قوی‌تری دارند. 

اثر مزدوج شدن

مزدوج شدن یک پیوند دو گانه C=C با یک گروه کربونیل یا پیوند دو گانه C=C دیگر ، خصلت پیوند ساده را در پیوند چند گانه بیشتر کرده ( از طریق رزونانس ) و این امر باعث کاهش ثابت نیرو K و بنابراین کاهش فرکانس ارتعاشی می‌گردد. به‌عنوان مثال ، پیوند دوگانه وینیل در استایرن جذبی در 1630 سانتی‌متر به توان 1- می‌دهد. هرگاه چندین پیوند دو گانه وجود داشته باشد، از روی تعداد جذبهای C=C می‌توان به تعداد پیوندهای دو گانه مزدوج پی برد. مثالی در این مورد 1و3- پنتان دی‌اِن است که جذبهای آن را در 1600 و 1650 سانتی‌متر به توان 1- می‌توان یافت.

استثنایی که در این قاعده وجود دارد، بوتا دی‌اِن است که تنها یک نوار نزدیک 1600سانتی‌متر به توان 1- می‌دهد. اگر پیوند دو گانه با یک گروه کربونیل مزدوج شود، شدت جذب آن معمولا قدری توسط خاصیت دو قطبی قوی گروه کربونیل افزایش می‌یابد. 

img/daneshnameh_up/d/d0/cyclo.gif

اثر اندازه حلقه در حلقه‌های حاوی پیوندهای دو گانه درونی

فرکانس جذب پیوندهای دو گانه داخلی در ترکیبات حلقوی به اندازه حلقه بسیار حساس است. با کاهش زاویه داخلی و میل آن به مینیمم مقدار ˚90 در سیکلوبوتن ، فرکانس جذب نیز کاهش می‌یابد. فرکانس جذب هنگامی که زاویه به ˚60 در سیکلوپروپن برسد، مجددا افزایش می‌یابد. این افزایش غیرمنتظره فرکانس ، بدین دلیل رخ می‌دهد که ارتعاش C=C در سیکلوپروپن بشدت با ارتعاش پیوند ساده C-C مجاور ادغام می‌شود. هنگامی که پیوندهای C-C بر محور C=C عمود هستند (همان طور که در سیکلوبوتن است) ، نوع ارتعاش آنها بر ارتعاش پیوند C=C عمود است (روی محور دیگر) و دیگر این ارتعاشات ادغام نمی‌گردند.

هنگامی که زاویه بزرگتر از ˚90 (˚120 در مثال فوق) باشد، ارتعاش کششی پیوند ساده C-C به دو جزء تقسیم می‌گردد که یکی از آنها منطبق بر جهت ارتعاش کششی C=C است. در دیاگرام ، اجزاء b و a از بردار کششی C-C نشان داده شده‌اند. چون که جزء a در جهت بردار کششی C=C قرار دارد، پیوندهای C=C و C-C ادغام گشته و باعث بالا رفتن فرکانس جذب می‌گردند. طرح مشابهی نیز برای سیکلوپروپن وجود دارد که دارای زاویه کوچکتر از ˚90 است.

هنگامی که یک یا دو گروه آلکیلی مستقیما به پیوند دو گانه متصل باشند، افزایش قابل ملاحظه ای در فرکانس جذب یک پیوند دو گانه موجود در حلقه مشاهده می‌گردد. این افزایش برای حلقه‌های کوچک ، بویژه سیکلوپروپنها ، بسیار محسوس است. هنگامی که یک گروه آلکیل به پیوند دو گانه متصل گردد، مقدار پایه 1656 سانتی‌متر به توان 1- برای سیکلوپروپن به حدود 1788 سانتی‌متر به توان 1- افزایش می‌یابد؛ با وجود دو گروه آلکیل این مقدار به حدود 1883 سانتی‌متر به توان 1- فزونی می‌یابد.

فهم این نکته پُر اهمیت است که اندازه حلقه باید پیش از بکارگیری قواعد فوق تعیین گردد. برای مثال ، توجه کنید که پیوندهای دو گانه در 1و2- دی آلکیل سیکلوپنتن و 1و2- دی آلکیل سیکلوهگزن ، تقریبا در یک فرکانس جذب می‌دهند. 

اثر اندازه حلقه در حلقه های حاوی پیوندیهای دو گانه خارجی

در پیوندهای دو گانه خارجی ، کاهش اندازه حلقه باعث افزایش فرکانس جذب می‌گردد. آلن نمونه بارزی از یک ترکیب دارای پیوند دو گانه خارجی است. حلقه‌های کوچکتر نیاز بیشتری به استفاده از خصلت p در سااخت پیوندهای C-C دارند تا جوابگوی نیاز زوایای کوچک باشند. این مساله باعث از میان برداشته شدن خصلت p از پیوند سیگمای پیوند دو گانه شده ، ولی در عوض به آن خصلت s بیشتری می‌دهد؛ بنابراین قدرت و استحکام پیوند دو گانه افزایش می‌یابد. پس ثابت نیروی K افزایش یافته و فرکانس جذب نیز فزونی می‌گیرد.

درجه حرارت داخل زمین

مقدمه

مشاهدات مستقیم در معادن و گمانه‌ها نشان می‌دهند که درجه حرارت با عمق تغییر می‌کند، در اعماق کاملا میانی شیب منحنی درجه حرارت یکنواخت می‌شود. یکی از مسائل مهمی که در مورد حرارت زمین وجود دارد کندی انتقال حرارت آن است، مثلا در عمق یک متری تغییرات روزانه دمای زمین به سختی قابل سنجش است و دامنه آن بندرت به یک درجه سانتیگراد می‌رسد. در عمق چند متری فقط تغییرات فصلی آن هم با اختلاف چند ماه نشان می‌دهد و بالاخره در عمق 20 متری تقریبا درجه حرارت ثابت است. 

توزیع حرارت در داخل زمین

افزایش دمای ناشی از افزایش عمق را شیب زمین گرمایی می‌گویند. شیب زمین گرمایی می‌تواند از کمتر از 10 درجه سانتیگراد در هر کیلومتر تا 50 درجه سانتیگراد در کیلومتر متغیر باشد. می‌توان گفت که میانگین شیب زمین گرمایی چیزی در حدود 30 درجه سانتیگراد در هر کیلومتر است. با وجود چنین شیبی خیلی زود می‌توان به آبهای داغ در زمین دست یافت. با احتساب همین شیب ، دمای زمین در عمق 50 کیلومتری باید 1500 درجه سانتیگراد باشد و این دمایی است که سبب می‌شود هر سنگ شناخته شده‌ای را ذوب کند.

عقیده بر این است که شیب زمین گرمایی پس از چندین ده کیلومتر عمق ناپدید می‌شود. شواهد لرزه نگاری نشان می‌دهد که تمامی گوشته جامد است، شاید به استثنای پاره‌ای از قسمتهای استنوسفر ، لذا درجه حرارت در هر عمقی از آن نمی‌تواند از حدود ذوب مواد سازنده آن قسمت تجاوز کند. اطلاعات مربوط به تغییر نقطه ذوب با فشار در مورد سیلیکاتها کامل نیست اما برای دیوسپید حدود ْkilobar/10 یا 3ْ بر Km ذکر شده است.

بر این اساس درجه حرارت قسمت تحتانی گذشته نمی‌تواند بیش از حدود ْ10000 باشد. به هر حال منحنیهای نقطه ذوب سیلیکاتها انحنای مشخصی دارند و دامنه آنها به نحو چشمگیری با افزایش فشار ، کاهش می‌یابد؛ به گونه‌ای در اعماق زیاد تا حد چشمگیری پایینتر از حد پیشگویی شده قبلی است و نقطه ذوبمواد در قاعده گوشته حدود ْ4000 تخمین زده شده این درجه با یک هسته گداخته سازگار است زیرا این نظر وجود دارد که نقطه ذوب آهن در فشار مرز گوشته - هسته در همین حدود است.

لیزر هلیم - نئون

نگاه اجمالی

معروفترین لیزر (در حقیقت یکی از معروفترین لیزرها) لیزر He - Ne است. ماده فعال آن مخلوطی از هلیوم و نئون است که با نسبت حدود 10 قسمت هلیوم و 1 قسمت نئون بدست می‌آید. این مخلوط در یک لوله نازک از جنس B (بور) با قطر حدود چند میلیمتر صدای حدود 0.1 تا 1 متر در فشار حدود 10 میلیمتر جیوه قرار می‌گیرد. تخلیه الکتریکی در آن بوقوع می‌پیوندد و فقط نکته قابل توجه اینکه به دلیل کم شدن مقاومت لوله وقتی تخلیه الکتریکی شروع می‌شود. مقاومت باید بطور سری با منبع تغذیه قرار می‌گیرد تا جریان را محدود سازد. 



تصویر

تئوری لیزرهای هلیوم - نئون

گذارهای لیزری بین ترازهای انرژی نئون با چندین گذار مختلف ممکن است. این گذارها بین گروه ترازها که با3S به 2S نشان داده شده‌اند، اتفاق می‌افتد. متأسفانه تحریک کردن مستقیم اتمهای Ne به این ترازها بسیار مشکل ناکارآمد است و لذا از یک روش کمکی باید استفاده نمود و خوشبختانه ترازهای هلیوم (21S و 23S) که کاملا نزدیک به ترازهای 2S و3S نئون هستند و به علاوه به آسانی در تخلیه الکتریکی دمش می‌شود. وقتی هلیومهای تحریک شده به اتمهای نئون در حالت پایه برخورد می‌کنند، ممکن است انرژی خود را به آنها بدهند و آنها را به تراز تحریکی مورد نظر Ne بفرستند.

ترازهای هلیوم و نئون دقیقا بر روی هم منطبق نیستند، ولی اختلاف آنها کم است و این اختلاف با انرژیهای جنبشی اتمها در تبادل انرژی تقریبا جبران می‌شود. فرآیند تحریک اتمهای نئون را می‌توان با معادلات زیر نشان داد:


e1 + He → He* + e2

He* + Ne → Ne* + He

که e1 و e2 انرژیهای الکترون قبل و بعد از برخورد می‌باشد. و علامت ستاره نشان از تحریک اتم و حضور در حالت تحریکی دارد. 

مکانیزم لیزرهای چهار ترازی

هر یک از گذارهای چهار گانه لیزر (3.39 میکرون ، 1.150 میکرون ، 832.8 نانومتر ، 543.5 نانومتر) با دیگری از شروع و یا پایان گذار شریک است. و از اینرو است که این گذارها همواره باهم رقابت می‌کنند و دقت خاص باید اعمال شود تا از گذارهای ناخواسته جلوگیری شود. بهترین راه این است که آینه‌های لیزربرای طول موج مورد نظر بازتاب کننده بسیار خوبی باشند.

لیزر هلیم- نئون مثال دیگری از لیزرهای 4 ترازی است. و بنابراین لازم است جمعیت تراز پایینی لیزر در حداقل ممکن نگه داشته شود، بدین معنی که الکترونها در تراز پایین لیزر باید به سرعت به حالت پایه برگردند. در نئون یک فرآیند پله‌ای وجود دارد، فرآیند اول از 2P به 1S که گذار انتقال سریع است و دومی 1S به حالت پایه که خیلی سریع نیست، گذار دوی با برخورد به جداره لوله تقویت می‌شود. در واقع نشان داده شده است که بهره لیزر با قطر لوله نسبت عکس دارد و بنابراین قطر لوله تخلیه باید در حداقل ممکن نگه داشته شود. 

مکانیزم ترازهای لیزر هلیوم - نئون

گذار 2P به 1S مورد توجه است، به دلیل اینکه رنگ لامپهای نئون را دارد. بنابراین تراز 2P توسط تخلیه الکتریکی معمولا دمش می‌شود و این باعث افزایش جمعیت تراز 2P و متعاقبا کاهش جمعیت معکوس می‌شود (لااقل برای طول موجهای 5 میکرون و 632.8 نانومتر و 543.5 نانومتر). در حقیقت نیز باعث کاهش توان لیزر در لوله‌های با جریانهای زیاد می‌گردد. بنابراین ما نمی‌توانیم با افزایش جریان ، توان خروجی لیزر را افزایش دهیم و از اینرو لیزر He - Ne همچنان یک لیزر نسبتا کم توان باقی می‌ماند. گر چه لیزرهای هلیوم - نئون توان کمی ، اساسا بین 0.5 تا 10 میلی وات دارند. دارای ویژگیهای دیگری از قبیل پهنای باریک خط و کیفیت بسیار خوبی هستند. 



تصویر

ساختار لیزر هلیوم - نئون

گر چه گاهی لیزرهای هلیوم - نئون با آینه‌های خارجی ، برای وقتی که لازم است قطعات اپتیکی ما در داخل کاواک قرار دهیم ساخته می‌شود. ولی بهتر است آینه‌های بر روی لوله نصب شوند، طرح این لیزر در شکل زیر نشان داده شده است. در این مورد لوله شیشه‌ای استوانه‌ای آینه‌ها را که به محفظه متصل شده‌اند محکم نگه می‌دارد. ماده فعال در لوله موئینه شیشه‌ای سخت که از آند به سمت کاتد کشیده شده است، قرار دارد. لوله کاتد از جنس آلیاژی از آلومینیم است که گسیلهای الکترونی از داخل آن بوجود می‌آید.

چندین فرآیند از جمله گسیل فوتوالکتریک و الکترونهای تونلی از لایه اکسید روی سطح کاتد گسیل این الکترونها را توضیح می‌دهد. خیلی مهم است که آینه‌های با کیفیت عالی و مقاوم در برابر تخلیه الکتریکی بکار گرفته می‌شود. اینگونه آینه‌ها معمولا از چندین لایه با ضخامتهای ربع طول موج و از جنس دی اکسید تیتانیوم و دی اکسید سیلیکان ساخته می‌شود. اگر نوری پلاریزه مورد نیاز است باید پنجره‌های بروستر بکار گرفته شود.

دستگاه های طیف بینی نوری

دید کلی

نخستین دستگاهای طیف بینی ، برای استفاده در ناحیه نور مرئی ابداع شدند و از این رو ، آنها را دستگاههای نوری نامیدند. این اصطلاح ، امروزه در مورد دستگاههایی که برای استفاده در نواحی فرابنفش و زیر قرمز طراحی شده‌اند، نیز تعمیم یافته است. این واژه ، با اینکه کاملا صحیح و دقیق نیست، مع هذا ، از این نظر که بر بسیاری از نکات اساسی عمومی دستگاههای مورد عمل برای مطالعه در این سه ناحیه طیفی مهم تاکید دارد، سودمند است. 

img/daneshnameh_up/c/c0/lamma.jpg

اساس روشهای طیف بینی نوری

روشهای طیف بینی نوری ، بر پدیده های نشر ، جذب ، فلوئورسانس ، فسفرسانس و پراکندگی استوارند. ضمن اینکه دستگاههای هر یک از این روشها ، از لحاظ پیکربندی و قدرت متفاوتند، اجزای اصلی آنها از شباهت قابل ملاحظه ای برخوردارند. علاوه بر این ، خواص مورد لزوم این اجزای سازنده ، صرفنظر از نواحی طیفی که این دستگاهها برای آنها طراحی شده‌اند، یکسانند. 

اجزای دستگاههای طیف بینی نوری

دستگاههای طیف بینی از پنج جزء سازنده زیر تشکیل شده‌اند:

منبع ثابت تابش انرژی.

طول موج گزین ، که جدا سازی ناحیه طول موج محدودی را امکان‌پذیر می‌سازد.

ظرف شفاف مخصوص نمونه مورد آزمایش.

آشکارساز یا ترانسدیوسر تابش که انرژی تابشی را به علامت کاربرد پذیر (معمولا الکتریکی) تبدیل می‌کند.

پردازشگر علامت و سیستم قرائت.

 

طیف بینی نشریطیف بینی نشری ، از این نظر که در آن به منبع تابشی خارجی نیازی نیست و نمونه آزمایشی ، خود نشر کننده است، با دو نوع دیگر متفاوت است. در اینجا ، ظرف محتوی نمونه آزمایشی یک قوس ، یک جرقه ، یک سطح گرمایی با یک شعله است که هم نمونه آزمایشی را نگه می‌دارد و هم موجب نشر تابش مشخصه آن می‌شود. طیف بینی جذبیطیف بینی جذبی به یک منبع خارجی انرژی تابشی نیاز دارد و دسته پرتو خروجی از منبع ، پس از عبور از طول موج گزین ، از نمونه آزمایشی عبور می‌کند (در برخی از دستگاهها موضع نمونه آزمایشی و طول موج گزین معکوس است). فلوئورسانسفلوئورسانس نیز مانند طیف بینی جذبی به یک منبع خارجی انرژی تابشی نیاز دارد. برای فلوئورسانس ، منبع ، نمونه آز مایشی را که در ظرفی قرار دارد، القا کرده و به نشر تابش مشخصه خود وادار می‌کند و سپس این تابش در زاویه معینی نمبت به منبع (معمولا زاویه 90 درجه) ، اندازه گیری می‌شود. تفاوت دستگاههابدیهی ا ست که اجزای سازنده دستگاهها ، بسته به ناحیه طول موج مورد عمل ، در جزئیات با هم تفاوت دارند. طراحی آنها نیز به کاربرد اولیه دستگاه بستگی دارد، یعنی ، بسته به این است که آیا در تجزیه کیفی یا کمی بکار می‌رود و یا اینکه در طیف بینی اتمی یا مولکولی بکار گرفته می‌شود. مع هذا ، شرایط کار وعملکرد کلی هر نوع جزء سازنده ، صرفنظر از ناحیه طول موج و کاربرد ، مشابهند. 

انرژی حرارتی

مقدمه

هزاران سال پیش انسان متوجه شد که با مالیدن چوبهای خشک به یکدیگر گرما تولید می‌شود. در طول تاریخ بسیتاری از مردم و حتی دانشمندان تصور می‌کردند که گرما مایعی نامرئی و بی‌وزن به نام کالریک است که از جسم گرم به جسم سرد جاری می‌شود. در سال 1799 میلادی هانفری دیوی (1778 - 1829م.) شیمیدان انگلیسی دو قطعه یخ را بوسیله مالیدن به هم آب کرد و ثابت نمود که گرما یکی از اقسام انرژی است. بر اساس تئوری جنبشی می‌دانیم اگر یک جسم درجه حرارت بالاتر داشته باشد ملکولهای آن سریعتر نوسانات می‌کنند و جمع کل انرژیهای جنبشی مولکولهای مرتعش ، انرژی حرارتی نام دارد. حرارت انرژی گرمایی است که به یک جسم اضافه می‌شود یا از آن گرفته می‌شود.

ما هرگز نباید و درجه حرارت را باهم اشتباه کنیم. درجه حرارت جسم در واقع شدت گرمای آن است نه کمیت آن. سوختن یک کبریت روشن از درجه حرارت یک طشت پر از آب گرم بالاتر است ولی همان طشت آب یخ بیشتری آب می‌کند تا کبریت ، طشت آب گرم بیشتر از کبریت گرما دارد. شدت گرما را با گرماسنج بر حسب واحدهای سانتیگراد و فارنهایت اندازه می‌گیریم. علاوه بر دما ، انرژی حرارتی را هم می‌توانیم اندازه بگیریم. 


گرما

مقدار گرما را برحسب کالری یا برحسب بی. تی. یو اندازه گیری می‌کنند کالری مقدار حرارتی است که لازم است تا دمای یک گرم آب را یک درجه سانتگیراد بالا ببرد. بی. تی. یو مقدار حرارتی است که لازم است تا دمای یک پوند (453 گرم) آب را یک درجه فارنهایت بالا ببرد. یک بی. تی. یو مساوی 252 کالری است. آزمایشهایی که جیمز پرسکات ژول (1818- 1889) فیزیکدان انگلیسی انجام داد که گرمایی که از اصطکاک حاصل می‌شود مربوط به کاری است که اصطکاک را تولید می‌کند. نتایج این آزمایشها این است که 778 فوت پوند کار مساوی یک بی. تی. یو است. در سیستم متریک یک کالری حرارت مساوی 4.19 ژول است.

تمام گرماها به منبع اصلی حرارت ، یعنی خورشید مربوط است. منبع دیگر گرما داخل زمین است و دلیل آن آتشفشانها و چشمه‌های آب گرمی است که از زمین فوران می‌کند. واکنش شیمیایی نیز یکی دیگر منابع گرماست. با عبور دادن جریان الکتریکی از سیمهای مقاومت مثلا در اتو و بخاری برقیمی‌توانیم از انرژی الکتریکی هم گرما تولید کنیم. 

چشم انداز بحث

یکی از منابع مهم گرما در عصر اتم ، انرژی هسته‌ای است گرمای هسته‌ای از راکتورهای اتمی حاصل می‌شود که ماده را به انرژی تبدیل می‌کنند. گرمایی را که از این منابع مختلف رها می‌شود می‌توانیم بوسیله اجسام جاذب گرما ذخیره کنیم. مثلا با حرارت دادن یک طشت آب یا حتی یک سنگ می‌توان گرما را ذخیره نمود. هنگام بررسی حرارت باید همواره بخاطر داشته باشیم که حرارت یکی از اقسام انرژی است که در اثر انرژی جنبشی مولکولهای مرتعش ماده تولید می‌شود. وظیفه فیزیکدانها و مهندسین این است که موثرترین روش تبدیل انرژی حرارتی به انرژی مکانیکی را پیدا کنند. 

لانتانیدها

معرفی

لانتانیدها عنصرهای 58 تا 71جدول تناوبی را تشکیل می‌دهند و جزو عناصر واسطه داخلی می‌باشند. وجه تسمیه لانتانیدها از عنصر 57 جدول یعنی لانتان(La) گرفته شده است. باید توجه داشت که خواص شیمیایی این دسته از عناصر مشابه خواص لانتان می‌باشد همچنین به این گروه از عناصر ، عناصر خاکهای کمیاب "Rare-earth elements"نیز اطلاق می‌شود. در واقع اطلاق نام خاکهای نادر یا کمیاب ، از آنجائیکه این عناصر نه کمیابند و نه به آن دسته از اکسیدهای خاکی مانند (اکسیدهای) آلومینا، زیرکونیا و ایتریا تعلق دارند، غلط مصطلح است. زمانیکه نخستین اعضای این گروه برای اولین بار کشف شد، بصورت اکسید مجتمع گردیده بودند و از آنجائیکه این اکسیدها تا اندازه‌ای به اکسیدهای کلسیم ، منیزیم و آلومینیوم که بعدها به آنها عنوان اکسیدهای خاکی اطلاق گردید، شباهت دارند، لذا این عناصر به نام خاکهای کمیاب معروف گردیدند. در هر صورت باید توجه داشت که سریم در پوسته زمین بسیار فراوان تر از سرب بوده و نیز ایتریم از قلع بسیار فراوان‌تر است و حتی باید اذعان نمود که کمیاب ترین خاکهای کمیاب ، به استثنای پرومتیم ، بسیار از عناصر گروه پلاتینفراوان‌ترند

منابع طبیعی

اگرچه لانتانیدها بصورت بسیار گسترده در طبیعت پخش می‌باشند، لکن بطور کلی در غلظتهای کم یافت می‌شوند. همچنین در برخی از مواد کانی بصورت مخلوط و در غلظتهای زیاد ملاحظه شده اند. جدول زیر نمایانگر برخی از کانیهای معروف لانتانیدها می‌باشد

ماده کانی

شکل بلور

ترکیب فرمولی

مونازیت (monazite)

تک شیب

CePO4 با Th3(PO4)4

زنوتیم (xenotime)

چهارگوش

YPO4

گادولینیت (gadolinite)

تک شیب

2BeO.FeO.Y2O3.2SiO2

بستناسیت (bastnasite)

شش‌گوش

CeFCO3

سامارسکیت (samarskite)

مکعب مستطیل

Ca٫Fe٫UO2)3O.Y2O3.3(Nb٫Ta)2O5)

فرگوزونیت (fergusonite)

چهارگوش

Y2O3.3(Nb٫Ta)2O5

اوکسنیت (euxenite)

مکعب مستطیل

Y2(NbO3)3.Y2(TiO3)3.1½H2O

ایتروفلوئوریت (yttrofluorite)

مکعب

2YF3.3CaF3


مهمترین کانی‌های خاکهای کمیاب عبارتند از:مونازیت ، زنوتیم ، بستناسیت. معمولا این مواد بوسیله اعمال مکانیکی مانند شناورسازی و یا استفاده از روشهای مغناطیسی تغلیظ می‌شوند. سپس لانتانیدها در حالتیکه بصورت کانیهای فسفات یا سیلیکات می‌باشند، بوسیله اسید مورد شستشو قرار می‌گیرند. برخی از کانیها مانند کولومبوتانتالاتها با کربن حرارت داده شده و یا تحت تاثیر کاستیک قوی قبل از سنگ شویی قرار داده می‌شوند

تجزیه و جداسازی

لانتانیدهای مخلوط شده را می‌توان از محلولهای اسیدی با استفاده از رسوب اگزالات جدا کرد. اشتعال اگزالات باعث تولید اکسیدهای لانتانیدهای مخلوط خواهد گردید. سپس این اکسیدها غالبا با استفاده از روشهای تبادل یونی و استفاده از خیساندن در اسید تغلیظ می‌شوند. در این حال لانتانیدها در محلول بصورت یونهای سه ظرفیتی هیدراته که دارای خواص بسیار مشابه می‌باشند، درمی‌آیند. بنابراین آنها تمایل به تشکیل رسوبهای بلوری مخلوط یا محلولهای جامد نشان می‌دهند. استفاده از یک ماده شیمیایی واحد به منظور افزایش غلظت یکی از عناصر خاکهای کمیاب لزوم تکرار عملیات را ایجاب می‌نماید. یکی از روشهایی که در گذشته و حال مورد استفاده بوده و هست، استفاده از فرایندهای جزء به جزء مانند تبلور جزء به جزء و یا تجزیه جزء به جزء به منظور خالص کردن عناصر می باشد. در این شرایط ، مقدار کار بسیار زیاد به منظور جداکردن مقدار بسیار کمی از عناصر ، باعث بالارفتن هزینه های خلوص خاکهای کمیاب و برشمردن آنها بدین صنعت خواهد بود. اکنون نیز از روشهای جزء به جزء هنوز در زمینه جداسازی این خاکها در حالت خام و بویژه عناصر لانتان و سریم استفاده می‌شود، زیرا سریم را می توان از لانتان با استفاده از حالت چهار ظرفیتی سریم جدا کرد. در حال حاضر سایر اعضای خانواده خاکهای کمیاب را با استفاده از فرآیندهایی تبادل یونی خالص می نمایند مضافا چنانچه درجه خلوص بالا مدنظر نباشد، می توان از روش استخراج مایع- مایع بدین منظور استفاده کرد

خواص لانتانیدها

لانتانیدها فلزهایی براق هستند و واکنش پذیری شیمیایی قابل توجهی دارند. خواص شیمیایی این دسته از عناصر مشابه خواص لانتان با عدد اتمی 57 می باشد. کلیه این عناصر قادر به تشکیل املاح سه ظرفیتی می باشند و زمانیکه این املاح در آب حل می شوند، خواص شیمیایی بسیار مشابه از خود نشان می دهند. لانتانیدها ، نظر به وضعیت جدو!ل تناوبی، بدین صورت هستند که همچنانکه عدد اتمی آنها افزوده می شود، بار افزوده شده روی هسته آنها بوسیله پر شدن لایه های ناقص داخلی آنها با الکترونها ، موازنه می‌شود. ولی به هر حال باید توجه داشت که این لایه ها نقشی در نیروهای والانس ما بین اتمها ایفا نمی نمایند. لانتانیدها به علت برخوردار بودن از خواص اختصاصی دارای پتانسیل باارزشی در زمینه استفاده بعنوان عوامل آلیاژی میباشند. این عناصر با استفاده از احیاء گرمایی بوسیله اثر کلسیم ، لیتیم و یا سایر فلزات قلیایی برهالید بی آب آنها و سپس ذوب مجدد در خلا به منظور تبخیر نشانه های باقیمانده از مواد احیا کننده، احیا می شوند. همچنین می‌توان آنها را بصورت الکترولیتی از حمامهای ملح ذوب شده مانند آنچه در زمینه سریم و میش متال (مخلوط فلزات خاکهای کمیاب ، اساسا سریع با مقدار بسیار کمی از آهن) صورت می پذیرد، احیا کرد. باید توجه داشت که مواد جامد بدون آب همچنین نشان دهنده تغییر زیادتری در خواص ما بین عناصر نسبت به املاح هیدراته هستند. خاکهای کمیاب با بعضی از ترکیبات آلی ، املاح آلی تشکیل می‌دهد. این کیلیت ها که در اطراف این یونها ، آب جایگزین می نمایند، باعث زیاد شدن تغییر در خواص ما بین هر یک از خاکهای کمیاب می‌شوند. سودمندی این تکنیک در روشهای جدید تبادل یونی ، در زمینه جداسازی این عناصر کاملا قابل ملاحظه است

موارد کاربرد

فلزات خاکهای کمیاب تمایل بسیار شدید برای ترکیب با ناخالصیهای غیر فلزی مانند اکسیژن ، نیتروژن ، کربن و هیدروژن دارند. لذا با توجه به خاصیت فوق ، مقدار قابل ملاحظه ای از مخلوط فلزات خاکهای کمیاب بعنوان مواد تصفیه کننده (getler) در صنایع متالوژی مورد استفاده واقع می شود.

عناصر خاکهای کمیاب ، هنگامیکه تحت تاثیر حرارت واقع می گردند نمایانگر طیف بسیار پیچیده ای بوده و نور شدید سفید زدگی از آنها ساطع می شود، بنابراین از آنها در صنایع تصاویر متحرک و لامپ های تصویر تلویزیون های رنگی استفاده می گردد.

مصارف صنعتی فراوانی نیز برای هر یک از این عناصر متصور می باشد از جمله از برخی از آنها در سوزاندن سموم ناشی از راکتورهای هسته ای استفاده می شود.

 

چند کلام با دانشمندان ...


1) تقریبا در آغاز ، کنجکاوی وجود داشت. آیزاک آسیموف (1920-1992) دانشمند و نویسنده آمریکایی

2) انسانها شگفتی را دوست دارند و این بذر علم ماست. رالف والئدوامرسون (1803-1882) ، نویسنده آمریکایی

3) تجربه ، مادر علم است. (این سخن ما را به یاد این ضرب المثل معروف می‌اندازد که "احتیاج، مادر اختراع است".) هنری جورج بوهن (1796-1884) ، ناشر انگلیسی

4) علم، قدرت است. (یادآور این شعر معروف فردوسی است: "توانا بود هر که دانا بود".) فرانسیس بیکن (1561-1626) ، فیلسوف انگلیسی

5) خوشا به حال کسی که توانسته است از علل امور آگاهی یابد. ویرژیل (19-70 قبل از میلاد) ، شاعر رومی

6) من ترجیح می‌دهم علت امری را بفهم تا اینکه پادشاه ایران باشم. دموکریت (370-46 قبل از میلاد) ، فیلسوف یونان باستان

7) کسی که رشد چیزها را از آغاز دیده است، بهترین نظر را در مورد آنها دارد.

8) علم عبارت است از آگاهی به پیامدها و نتایج ، و اینکه هر واقعیت بر واقعیتی دیگر اتکا دارد.

9) علم اولین حرف را در همه امور می‌زند و آخرین حرف را در هیچ امری نمی‌زند. ویکتور هوگو (1802-1885) ، نویسنده فرانسوی

10) علم آنگاه که خوب هضم شد چیزی نیست جز ادراک خوب و دلیل. (علم صرفا عقل سلیم است به بهترین وجه آن ، یعنی صحت و دقت در مشاهده و بیرحمی به سفسطه در منطق.) استانیسلاو اول (1677-1766) ، پادشاه لهستان و تامس هنری هاکسلی (1825-1895) ، زیست شناسی انگلیسی

12) علم چیزی نیست جز عقل سلیم (فهم متعارف) که تربیت دیده و نظام یافته باشد. تامس هنری هاکسلی

13) بزرگترین تراژدی علم این است: سلاخی کردن فرضیه‌ای زیبا با واقعیتی زشت. تامس هنری هاکسلی

14) هر حقیقت بزرگ علمی از سه مرحله می‌گذرد: نخست مردم می‌گویند که با کتاب مقدس منافات دارد، سپس مردم می‌گویند که همواره به آن اعتقاد داشتند. ژان لویی آگاسی (1807-1873) ، طبیعیدان سوئیسی- امریکایی

15) کل علم چیزی بیش از پالایش تفکر روزمره نیست. آلبرت اینشتین (1879-1955) ، فیزیکدان آلمانی- امریکایی

16) علم کوششی است برای سامان دادن به گوناگونی آشوبناک تجربیانت حسی ما در قالب یک نظام فکری همگون و منطقی. آلبرت اینشتین

17) برخی از کتابها را باید چشید، برخی را باید بلعید و برخی را باید خوب جوید و هضم کرد. فرانسیس بیکن

18) همه علوم ما ، در مقیاس با واقعیت، بدوی و کودکانه است، و با این حال، علم گرانبهاترین چیزی است که داریم. آلبرت اینشتین

19) اغلب اندیشه‌های بنیادی علم ساده هستند و اصولا می‌توان آنها را به زبانی همه فهم بیان کرد. آلبرت اینشتین

20) علم همواره ساده و هموار عمیق است فقط نیمه حقایق خطرناک هستند. جورج ناردشاو (1856-1950) نویسنده ایرلندی

21) نمی‌توان علم زنده‌ای داشت مگر آنکه اعتقادی باطنی و گسترده‌ای باشد به وجود نظم در اشیا و خصوصا نظم در طبیعت. آلفرد نورت وایتهد (1861-1947) فیلسوف و ریاضیدان انگلیسی

22) امور عادی و آشنا اتفاق می‌افتند و انسانها هچ توجهی به آنها نمی‌کنند. یک ذهن غیر عادی می‌خواهد تا به تجزیه و تحلیل امور واضح و آشکار بپردازد.آلفرت نورت وایتهد

23) من علم را چنین تعریف می‌کنم: سازمان دادن معلومات ما به نحوی که بر قوه پنهان طبیعت تسلط دارد. یاکوب برونوفسکی (1908-1974) ، ریاضیدان و نویسنده لهستانی- انگلیسی

24) علم چیزی نیست جز جستجو برای کشف وحدت در گوناگونی طبیعت، یا دقیقا بگویم، جستجوی وحدت در گوناگونی تجربه ما. یاکوب برونوفسکی

25) شناخت طبیعت این هدف را دارد که طبیعت انسان را بشناسد و وضعیت انسان را در طبیعت. یاکوب برونوفسکی

26) علم بدون وجدان، هلاک روح است. فرانسوا ارابله (1483-15539) ،حکیم فرانسوی و میشل دو مونتینی (1533-1592)، نویسنده فرانسوی

27) علم به همان نسبت که بر درایت ما می‌افزاید از غرور ما می‌کاهد. هربرت اسپنر (1820-1903) ، فیلسوف انگلیسی

28) در علم مهم است که همگام با پیشرفتهای علمی ، نظراتتان را تغیر و اصلاح دهید. هربرت اسپنسر

29) کار علم این است که واقعیتها را به جای ظواهر و برهانها را به جای احساسات بگذارد. جان راسکین (1819-1900) ، نویسنده و هنرمند انگلیسی

30) علم پادزهر موثری است برای احساسات ورزی و خرافات. آدام اسمیت (1723-1790) ، اقتصاددان اسکاتلندی

31) ساده ترین دانش آموز امروز با حقایقی آشناست که ارشمیدس برای دانستن آنها زندگیش را فدا می‌کرد. 

32) علم از اطلاعات واقعی تشکیل یافته است چنلانکه خانه‌ای از آجر سلاخته شده است، اما انباشته شدن محض اطلاعات واقعی به همان اندازه علم است که آجرهای روی هم ریخته ، یک خانه باشد. هانری پوانکاره، (1854-1912) ، دانشمند فرانسوی

33) علوم از پشتیبانی یکدیگر بهره می‌بینند. لویی پاستور (1822-1895) ، زیست شناس فرانسوی

34) نمی‌توان بر طبیعت فرمان راند مگر آنکه از طبیعت پیروی کرد. فرانسیس بیکن (1561-1626) ، فیلسوف انگلیسی

35) انسان بر طبیعت نه با زور بلکه با شناخت چیره می‌شود. یاکوب برونوفسو

36) علم و هنر به تمام جهان تعلق دارد و مرزها و موانع ملیت در برابر آنها از بین می‌رود. یوهان ولفانگ فون گوته (1749-1832) ، ادیب آلمانی

37) در علم اعتبار به کسی داده می‌شود که جهانیان را متقاعد سازد نه به آنکسی که نخس بار اندیشه به ذهنش خطور کرده باشد. ویلیام اوسلر (1849-1919) ، پزشک کانادایی

38) آینده به علم تعلق دارد. علم به طرز فزاینده‌ای سرنوشت ملتها را بدست خواهد گرفت. همین الان هم علم سرنوشت ملتها را در ظروف شیمی و ترازوهای فیزیک دارد. ویلیام اوسلر

39) کتابها باید دنباله‌رو علوم باشند نه آنکه علوم دنباله‌ور کتابها. فرانسیس بیکن (1561-1626) ، فیلسوف انگلیسی


RAM (Random-access memory)

Random-access memory

From Wikipedia, the free encyclopedia

"RAM" redirects here. For other uses of the word, see Ram (disambiguation).

Example of writable volatile random-access memory: Synchronous Dynamic RAM modules, primarily used as main memory in personal computers,workstations, and servers.

Computer memory types

Volatile

§  RAM

§  DRAM (e.g., DDR SDRAM)

§  SRAM

§  In development

§  T-RAM

§  Z-RAM

§  TTRAM

§  Historical

§  Delay line memory

§  Selectron tube

§  Williams tube

Non-volatile

§  ROM

§  Mask ROM

§  PROM

§  EPROM

§  EEPROM

§  Flash memory

§  Early stage

§  FeRAM

§  MRAM

§  PRAM

§  In development

§  CBRAM

§  SONOS

§  RRAM

§  Racetrack memory

§  NRAM

§  Millipede memory

§  Historical

§  Drum memory

§  Magnetic-core memory

§  Plated wire memory

§  Bubble memory

§  Twistor memory

§  v

 

§  d

 

§  e

Random access memory (RAM) is a form of computer data storage. Today, it takes the form of integrated circuits that allow stored data to be accessed in any order with a worst case performance of constant time. Strictly speaking, modern types of DRAM are therefore not random access, as data is read in bursts, although the name DRAM / RAM has stuck. However, many types of SRAM, ROM, OTP, and NOR flash are still random access even in a strict sense. RAM is often associated with volatile types of memory (such as DRAM memory modules), where its stored information is lost if the power is removed. Many other types of non-volatile memory are RAM as well, including most types of ROM and a type of flash memory called NOR-Flash. The first RAM modules to come into the market were created in 1951 and were sold until the late 1960s and early 1970s.

Other memory devices (magnetic tapes, disks) can access the storage data only in a predetermined order, because of mechanical design limitations.

History

1 Megabit chip - one of the last models developed by VEB Carl Zeiss Jena in 1989

An early type of widespread writable random-access memory was magnetic core memory, developed from 1955 to 1975, and subsequently used in most computers up until the development and adoption of the static and dynamic integrated RAM circuits in the late 1960s and early 1970s. Before this, computers used relays, delay line/delay memory, or various kinds of vacuum tube arrangements to implement "main" memory functions (i.e., hundreds or thousands of bits), some of which were random access, some not. Drum memory could be expanded at low cost but retrieval of non-sequential memory items required knowledge of the physical layout of the drum to optimize speed. Latches built out of vacuum tube triodes, and later, out of discrete transistors, were used for smaller and faster memories such as random-access register banks and registers. Prior to the development of integrated ROM circuits, permanent (or read-only) random-access memory was often constructed using semiconductor diode matrices driven by address decoders, or specially wound core memory planes.Robert H. Dennard invented Dynamic random access memory in 1968.

Types of RAM

Top L-R, DDR2 with heat-spreader, DDR2 without heat-spreader, Laptop DDR2, DDR, Laptop DDR

The two main forms of modern RAM are static RAM (SRAM) and dynamic RAM (DRAM). In static RAM, a bit of data is stored using the state of a flip-flop. This form of RAM is more expensive to produce, but is generally faster and requires less power than DRAM and, in modern computers, is often used as cache memory for the CPU. DRAM stores a bit of data using a transistor and capacitor pair, which together comprise a memory cell. The capacitor holds a high or low charge (1 or 0, respectively), and the transistor acts as a switch that lets the control circuitry on the chip read the capacitor's state of charge or change it. As this form of memory is less expensive to produce than static RAM, it is the predominant form of computer memory used in modern computers.

Both static and dynamic RAM are considered volatile, as their state is lost or reset when power is removed from the system. By contrast, Read-only memory (ROM) stores data by permanently enabling or disabling selected transistors, such that the memory cannot be altered. Writeable variants of ROM (such as EEPROM and flash memory) share properties of both ROM and RAM, enabling data to persist without power and to be updated without requiring special equipment. These persistent forms of semiconductor ROM include USB flash drives, memory cards for cameras and portable devices, etc. As of 2007, NAND flash has begun to replace older forms of persistent storage, such as magnetic disks and tapes, while NOR flash is being used in place of ROM in netbooks and rugged computers, since it is capable of true random access, allowing direct code execution.

ECC memory (which can be either SRAM or DRAM) includes special circuitry to detect and/or correct random faults (memory errors) in the stored data, using parity bits or error correction code.

In general, the term RAM refers solely to solid-state memory devices (either DRAM or SRAM), and more specifically the main memory in most computers. In optical storage, the term DVD-RAM is somewhat of a misnomer since, like CD-RW, a rewriteable DVD must be erased before it can be rewritten.

Memory hierarchy

One can read and over-write data in RAM. Many computer systems have a memory hierarchy consisting of CPU registers, on-die SRAM caches, external caches, DRAM, paging systems, and virtual memory or swap space on a hard drive. This entire pool of memory may be referred to as "RAM" by many developers, even though the various subsystems can have very different access times, violating the original concept behind the random access term in RAM. Even within a hierarchy level such as DRAM, the specific row, column, bank, rank, channel, or interleave organization of the components make the access time variable, although not to the extent that rotating storage media or a tape is variable. The overall goal of using a memory hierarchy is to obtain the higher possible average access performance while minimizing the total cost of the entire memory system (generally, the memory hierarchy follows the access time with the fast CPU registers at the top and the slow hard drive at the bottom).

In many modern personal computers, the RAM comes in an easily upgraded form of modules called memory modules or DRAM modules about the size of a few sticks of chewing gum. These can quickly be replaced should they become damaged or when changing needs demand more storage capacity. As suggested above, smaller amounts of RAM (mostly SRAM) are also integrated in the CPU and other ICs on the motherboard, as well as in hard-drives, CD-ROMs, and several other parts of the computer system.

Other uses of RAM

In addition to serving as temporary storage and working space for the operating system and its applications, RAM is used in numerous other ways.

Virtual memory

Main article: virtual memory

Most modern operating systems employ a method of extending RAM capacity, known as "virtual memory". A portion of the computer's hard drive is set aside for a paging file or a scratch partition, and the combination of physical RAM and the paging file form the system's total memory. (For example, if a computer has 2 GB of RAM and a 1 GB page file, the operating system has 3 GB total memory available to it.) When the system runs low on physical memory, it can "swap" portions of RAM to the paging file to make room for new data, as well as to read previously swapped information back into RAM. Excessive use of this mechanism results in thrashing and generally hampers overall system performance, mainly because hard drives are far slower than RAM.

RAM disk

Main article: RAM disk

Software can "partition" a portion of a computer's RAM, allowing it to act as a much faster hard drive that is called a RAM disk. A RAM disk loses the stored data when the computer is shut down, unless memory is arranged to have a standby battery source.

Shadow RAM

Sometimes, the contents of a relatively slow ROM chip are copied to read/write memory to allow for shorter access times. The ROM chip is then disabled while the initialized memory locations are switched in on the same block of addresses (often write-protected). This process, sometimes called shadowing, is fairly common in both computers and embedded systems.

As a common example, the BIOS in typical personal computers often has an option called “use shadow BIOS” or similar. When enabled, functions relying on data from the BIOS’s ROM will instead use DRAM locations (most can also toggle shadowing of video card ROM or other ROM sections). Depending on the system, this may not result in increased performance, and may cause incompatibilities. For example, some hardware may be inaccessible to the operating system if shadow RAM is used. On some systems the benefit may be hypothetical because the BIOS is not used after booting in favor of direct hardware access. Free memory is reduced by the size of the shadowed ROMs.

Recent developments

Several new types of non-volatile RAM, which will preserve data while powered down, are under development. The technologies used include carbon nanotubes and approaches utilizing the magnetic tunnel effect. Amongst the 1st generation MRAM, a 128 KiB (128 × 210 bytes) magnetic RAM (MRAM) chip was manufactured with 0.18 µm technology in the summer of 2003. In June 2004, Infineon Technologies unveiled a 16 MiB (16 × 220 bytes) prototype again based on 0.18 µm technology. There are two 2nd generation techniques currently in development: Thermal Assisted Switching (TAS) which is being developed by Crocus Technology, and Spin Torque Transfer (STT) on which Crocus, Hynix, IBM, and several other companies are working. Nantero built a functioning carbon nanotube memory prototype 10 GiB (10 × 230 bytes) array in 2004. Whether some of these technologies will be able to eventually take a significant market share from either DRAM, SRAM, or flash-memory technology, however, remains to be seen.

Since 2006, "Solid-state drives" (based on flash memory) with capacities exceeding 256 gigabytes and performance far exceeding traditional disks have become available. This development has started to blur the definition between traditional random access memory and "disks", dramatically reducing the difference in performance.

Some kinds of random-access memory, such as "EcoRAM", are specifically designed for server farms, where low power consumption is more important than speed.

Memory wall

The "memory wall" is the growing disparity of speed between CPU and memory outside the CPU chip. An important reason for this disparity is the limited communication bandwidth beyond chip boundaries. From 1986 to 2000, CPU speed improved at an annual rate of 55% while memory speed only improved at 10%. Given these trends, it was expected that memory latency would become an overwhelming bottleneck in computer performance.

Currently, CPU speed improvements have slowed significantly partly due to major physical barriers and partly because current CPU designs have already hit the memory wall in some sense. Intelsummarized these causes in their Platform 2015 documentation (PDF)

“First of all, as chip geometries shrink and clock frequencies rise, the transistor leakage current increases, leading to excess power consumption and heat... Secondly, the advantages of higher clock speeds are in part negated by memory latency, since memory access times have not been able to keep pace with increasing clock frequencies. Third, for certain applications, traditional serial architectures are becoming less efficient as processors get faster (due to the so-called Von Neumann bottleneck), further undercutting any gains that frequency increases might otherwise buy. In addition, partly due to limitations in the means of producing inductance within solid state devices, resistance-capacitance (RC) delays in signal transmission are growing as feature sizes shrink, imposing an additional bottleneck that frequency increases don't address.”

The RC delays in signal transmission were also noted in Clock Rate versus IPC: The End of the Road for Conventional Microarchitectures which projects a maximum of 12.5% average annual CPU performance improvement between 2000 and 2014. The data on Intel Processors clearly shows a slowdown in performance improvements in recent processors. However, Intel's Core 2 Duoprocessors (codenamed Conroe) showed a significant improvement over previous Pentium 4 processors; due to a more efficient architecture, performance increased while clock rate actually decreased.

 

گوگل + (گوگل پلاس)

گوگل+


گوگل+ (به انگلیسیGoogle+) (در برخی منابع فارسی به‌گونهٔ گوگل پلاس (Google Plus) نیز نوشته می‌شود.) سرویس شبکهٔ اجتماعی گوگل است. گوگل+ به عنوان لایه‌ای که خدمات اجتماعی مختلف گوگل از جمله گوگل پروفایل و گوگل باز را در خود ادغام می‌کند، امکانات جدید بسیاری از جمله حلقه‌ها، پاتوق‌ها، جرقه‌ها، و تجمع‌ها را نیز ارائه می‌کند. گوگل+ بزرگترین تلاش گوگل برای رقابت با شبکهٔ اجتماعی فیس‌بوک است که بیش از 800 میلیون کاربر دارد.

این سرویس در ۲۸ ژوئن ۲۰۱۱ به طور آزمایشی آغاز به کار کرد که در این مرحلهٔ آغازین کاربران صرفاً از طریق دعوتنامه از جانب دیگر اعضا قادر به عضو شدن در این شبکه هستند. به گفتۀ سازندگان در حالی که فیس‌بوک با اتهاماتی نظیر نقض حریم کاربران رو به رو است، گوگل پلاس با استفاده از قابلیت های خود این امکان را به به کابران میدهد تا بر روی اطلاعاتی که قصد به اشتراک گذاشتن آن ها را با دیگران دارند اشراف کامل داشته باشند.

 

خصوصیات 

ویک گاندورتا (Vic Gundotra) یکی از مدیران ارشد گوگل که در شبکه‌های اجتماعی و وب.۲، تخصص دارد مدیر تیمی بوده است که یک سال و نیم بر بر روی پروژه‌ گوگل پلاس کار کرد. او می‌گوید:اشتراک‌گذاری آنلاین نیاز جدی به بازبینی و خلق شیوه‌های تازه دارد. زمان تغییر شیوه‌های فعلی به اشتراک گذاری که چندان کارآمد نیست فرا رسیده و گوگل پلاس اولین گام عملی جدی ما برای اعمال این تغییرات است.

امکانات 

گوگل پلاس دارای امکانات مختلف است:

دایره‌ها (Circles): برای گروه‌های مختلف دوستان

جرقه‌ها (Sparks): برای جستجوی تخصصی

پاتوق‌ها (Hangouts): برای چت تصویری و تماشای ویدیویی

اجتماع (Huddle): که در واقع امکان تله‌کنفرانس است

موبایل (Mobile): برای استفاده از قابلیت‌های موبایل‌ها نظیر مسیج، دوربین و جی‌ پی پی است.

مدیران این پروژه در بیانیه‌ معرفی این محصول گفته‌اند که این شبکه‌ اجتماعی نمی‌خواهد تنها جایی برای به اشتراک گذاشتن عکس و مطلب باشد و قصد دارد با توجه به عادات وب‌گردی هر کاربر و جست‌وجوهای او در موتور جست وجوگر گوگل، لینک‌ها و صفحه‌هایی را که برای کاربر جذاب است به او معرفی و پیشنهاد کند.

در چهار ماه ابتدایی عرضه گوگل پلاس، تعداد ۴۰ میلیون کاربر در آن عضو شدند. رسیدن به این تعداد کاربر در طول چهار ماه، آماری خیره‌کننده برای هر وب سایت اجتماعی است. اگرچه شروع گوگل پلاس بسیار خوب بوده، اما نباید فراموش کرد که رقیب آن یعنی فیس بوک، در حال حاضر بیش از 800 میلیون کاربر دارد. البته آمارهای ارائه شده از سوی منابع مختلف تا حدودی متفاوت بوده است؛ آمارها دروغ می گویند و دروغ گوها هم دائما آمار می سازند! به هر حال، مشخص است که فیس بوک با فاصله بسیار زیاد، از گوگل پلاس پیش تر است.

برای آنکه گوگل بتواند کاربران بیشتری برای گوگل پلاس جذب کند باید سرویس های دیگر خود را که اکنون کاربران زیادی هم دارند در این سرویس جدید خود وارد کند. نکته مهم در مورد این سرویس ها این است که مانند گوگل باز با مشکل حفظ حریم شخصی و اطلاعات فردی کاربران مواجه نیستند و موقعیت خوبی در میان کاربران اینترنتی دارند.

اینکه در آینده گوگل چگونه می تواند به این سمت حرکت کند و سرویس هایی مانند یوتیوب و جیمیل را در پلاس وارد کند تعیین کننده میزان موفقیت آن در جذب کاربر بیشتر و در نتیجه رقابت نزدیک تر با فیس بوک خواهد بود. استفاده از سرویس های دیگر گوگل، گوگل پلاس را از نظر امکانات و قابلیت ها بالاتر از فیس بوک قرار خواهد داد. بدون شک تیم توسعه فیس بوک نیز بی کار نخواهد نشست تا گوگل پلاس او را از صحنه رقابت خارج کند. رقابت این دو به طور حتم، نتایج خوبی در دنیای تکنولوژی به دنبال خواهد داشت.

منبع : ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد

هوانورد

هواناورد ماشینی است که در هوا پرواز می‌کند. هواپیماهای موتوردار ، هلی کوپترها ، گلایدرها و کشتیهای هوایی و بالونها ، انواع گوناگونی از هوانوردها هستند.


تصویر















تاریخچه

نخستین هوارنوردها ، کشتیهای هوایی و بالونهایی بودند که با گاز سبکتر از هوا پر می‌شوند و در هوا حرکت می‌کردند. در قرن نوزدهم ، سرجورج کیلی در انگلستان و اوتو للنیتال در آلمان ، با نخستین گلایدرها (هواپیمای بی موتور) پرواز کردند. ولی اختراع موتور بنزینی در دهه‌ی 1880 به ساختن هوانوردهایی سنگینتر از هوا ، چون هلی کوپتر و هواپیما منجر شد. 


نخستین هواپیماها

هواپیماها ، هوانوردهایی با بالهای ثابت هستند که نیروی روبه بالایی به نام نیروی بالابر ایجاد می‌کنند. این هواپیماها موتوری دارند که نیروی رانش تولید می‌کند و هدایت آنها به کمک سطحهای فرمان پذیری که به بدنه لولا شده اند، انجام می‌شود. هواپیماهای موتور دار در آغاز قرن بیستم میلادی اختراع شدند و نخست با چوب و کرباس ساخته می‌شدند تا سبک باشند. 


چه چیزی هواپیمای موتوردار را در هوا نگه می‌دارد؟

بالهای هواپیمای موتوردار ، هنگام پرواز ، آن را در هوا نگه می‌دارند. سطح بالایی این بالها منحنی و سطح زیرین آنها صاف است. هوا در زیر بالها آهسته‌تر حرکت می‌کند و در نتیجه ، فشاری رو به بالا تولید می‌شود. 



تصویر

ملخ در برابر پروانه

تمام هواپیماهای موتوردار اولیه ، موتورهای پیستونی کوچکی داشتند که ملخهای آنها را می‌چرخاند. هنگامی که ملخ می‌چرخید، هواپیما را به جلو می‌راند. بیشتر هواپیماهای موتوردار جدید باید موتورهای جت رانده می‌شوند. در این موتورها ، سوخت و هواپیما باهم می‌سوزند و جریانی از گازهای خروجی به وجود می‌آورند که هواپیما را به پیش می‌راند. جتها قدرت بیشتری دارند، ولی تعمیر و نگهداری آنها هزینه‌ی زیادی دارد. 


بدنه هواپیما

بدنه‌ی هواپیمای موتوردار شامل مکانهایی برای خدمه ، مسافران ، بار و تجهیزات است. در جلو بدنه ، کابین خلبان قرار دارد و در پشت ، سکانی افقی که از تیغه عمودی و دو بال کوچک تشکیل می‌شود. هواپیمای موتوردار یک باله ، هواپیمای سبکی است که سه مسافر را حمل می‌کند. بالهای کوتاه و مستقیم آن در سرعتهای متوسط ، نیروی بالابر خوبی به وجود می‌آورند. موتور پیستونی آن پروانه‌ای را می‌چرخاند که انرژی لازم را برای بالابری فراهم می‌آورد، سطح بالایی بال هواپیما منحنی و سطح زیرنشین تخت است. وقتی هواپیما در هواست، جریان هوا روی بال سریعتر حرکت می‌کند تا زیر آن. در نتیجه فشار هوا در زیر بیشتر از بالای آن می‌شود. همین فشار بال را بالا می‌کشد و نیروی بالابر را تولید می‌کند. 


پرواز با سیم

بالکهای بزرگی در لبه‌ی پشتی بالها قرار دارند که نیروی بالابر با افزایش می‌دهند و سرعت را برای فرود کم می‌کنند. در همان حال ، شهپرها ، سکانهای افقی متحرک و مکان عمودی ، جهت حرکت را تغییر می‌دهند. به طور معمول خلبان بر این کارها نظارت می‌کند؛ ولی در بعضی هواپیماهای جدید ، بنام پرواز با سیم به کار می‌رود که در آن ، حرکت بالکها و شهپرها به کمک رایانه تنظیم می‌شود. 



تصویر




















پرواز و شناوری

هواپیمای موتوردار انواع متفاوتی دارند. هواپیماهای مسافری جت ، که در سراسر دنیا پرواز می‌کنند و هواپیماهای کوچک ، معروف به هواپیمای سبک ، که مردم محموله‌های پستی و ابزارهای هنروری را در فاصله‌های کوتاه جابجا می‌کنند. بعضی از هواپیماهای موتوردار به جای چرخ ، شناورهایی برای نشستن روی آب دارند. هواپیماهای جنگی دارای رادار ، دوربینی و بمبی هستند. هواپیماهای دو باله برای نمایشهای هوایی و سم پاشی به کار می‌روند؛ زیرا می‌توان با آنها به آهستگی حرکت کرد و به سرعت پیچید. 


هواپیمای جت مسافری

مسافرتهای طولانی با هواپیماهای جت ، ارزان و قابل اعتماد شده است. بوئینگ 747 (جمبوجت) نخستین جت با بدنه عرضی بود. این هواپیما تا 560 مسافر را در مسافتی بیش از 8 هزار کیلومتر جابجا کند. صدها بوئینگ 747 با 9 نوع متفاوت ساخته شده است. بالهای رو به عقب ، در سرعتهای بالا مقاومت هوا یا نیروی پسا را کم می‌کند. ولی نیروی بالابر را نیز کاهش می‌دهد، در نتیجه ، هواپیما برای برخاستن و نشستن ، به بالهای طولانی و سرعت زیاد نیاز دارد. همه‌ی هواپیماهای جدید باید قوانین زیست محیطی و ایمنی را به طور جدی رعایت کنند. 


معرفی چند نمونه هواپیما

بمب افکن 2-B ضد رادار ، صفحه‌های تختی دارد که از مواد خاصی ساخته شده‌اند. این صفحات امواج رادار دشمن را پراکنده می‌کنند تا تشخیص محل هواپیما دشوار شود. رنگ خاصی که روی آن زده می‌شود، نیز امواج رادار را جذب می‌کند. هواپیمای فراصوت 15-X ، که با موتورهای موشکی کار می‌کند، در سال 1967 میلادی بالاترین رکورد سرعت را با 2825 کیلومتر بر ساعت کسب کرد. کنکورد تنها هواپیمای فراصوت مسافری در دنیاست. سرعت پرواز از آن حدود 842 کیلومتر بر ساعت است. جت عمود پروازها زیر با استفاده از نیروی رانش رو به پایین موتورهایش ، بدون نیاز به باند، به طور عمودی بلند می‌شود. 

رویدادهای مهم

1903اولویر و ویلبر رایت نخستین پرواز را با موتور را با هواپیمای ساخت خود انجام دادند.

1927 فرانک وتیل ، مهندس انگلیسیس ، موتور جت را طراحی کرد. در سال 1929 ، نخستین هواپیمای جت ، هینکل هی 178 ، ساخته شد.

1947 بل 1-X ، با موتور موشکی ، نخستین هواپیمایی بود که در ایالات متحده‌ی آمریکا با سرعت فراصوت پرواز کرد.

دهه ی 1950 نخستین هواپیماهای جت مسافربری ، دوهاوتلیذ کومت و بوئینگ 707 ، برای جابجایی مسافر به کار گرفته شدند.

1970 بوئینگ 747 ، جامبوجت ، تولید شد.

1976 کنکورد با پرواز فراصوت ، برای جابجایی مسافر به کار گرفته شد.

 

رادیکال آزاد

رادیکال آزاد، هر یک از اتمها و یا مولکولهایی است که دارای یک الکترون جفت نشده باشند. به عبارتی رادیکالها، مولکولها یا اتمهایی هستند که تمام والانس‌های آن سیر نشده و در واقع مولکولی اشباع نشده می‌باشد مثل رادیکال متیل (CH3.). رادیکالهای آزاد موجب فشارهای جزئی به میزان کمتر از6- 10 میلی‌متر جیوه شده و از طول عمر کوتاهی (معمولا کمتر از 3- 10 ثانیه) برخوردارند. وجود زودگذر چنین اتمها و رادیکالهایی توسط مطالعات اسپکتروسکوپی ثابت شده است.

دید کلی

هر چند که در ساده‌ ترین تعریف، رادیکال آزاد، هر یک از مولکولها و اتمهایی است که دارای یک الکترون جفت نشده باشند. ولی باید توجه داشت که مولکولهایی مانند اکسید نیتریک و اکسیژن نیز از این قاعده پیروی می‌کنند، لکن بصورت عادی نمی‌توانند از باب رادیکالهای آزاد مطرح باشند بنابراین این اصطلاح (یعنی رادیکال آزاد) شامل مولکولهای عادی پایدار نمی‌شود. از جمله رادیکالهای آزاد ساده می‌توان به CH3 ,CN ,OH ,Cl ,H اشاره کرد. چنینی رادیکالهایی از اهمیت فوق العاده‌ای در واکنشهای گرمایی و فتوشیمیایی، پلیمریزاسیون و احتراق برخوردارند. آنها در هر دو فاز مایع و گازی دارای اهمیت می‌باشند، لکن به هر حال دستگاههای فاز گازی بسیار ساده تر بوده و تفسیر قاطعانه‌تری را اجازه می‌دهند. با وجود این حتی در فاز گازی، روشهای تجربی بناچار پیچیده و غیر مستقیم هستند، زیرا موادی با چنین طول عمر کوتاه را نمی‌توان در غلظتهای زیاد تهیه کرد. بنابراین چنین عواملی، امکان تهیه، ارزیابی و شناسایی رادیکالها را با اشکالات بسیار زیاد مواجه می‌سازد. 

تاریخچه

در طول قرن نوزده میلادی غالبا رادیکالهای آزاد بصورت ناصحیح بعنوان اصل مسلم در نظر گرفته می‌شده‌اند. فرضیه آووگادرو بوسیله شیمیدانان مواد آلی آن زمان بصورت جدی مورد توجه واقع نشده بود و موادی مانند C2H6 غالبا بصورت CH3 توصیف می‌گردید. با پایان یافتن قرن نوزده میلادی، این وضعیت مورد بررسی قرار گرفت و امکان موجودیت رادیکالهای آزاد، با کشف تری‌فنیل‌متیل‌رادیکال بوسیله گامبرگ "Moses Gomberg" به وضوح تایید شد. پس از این تاریخ بسیاری از رادیکالهای آزاد کشف و چنینی ترکیباتی در مکانیزمهای شیمی آلی بعنوان یک اصل پذیرفته شد. 

تصویر

تشکیل رادیکال آزاد

بطور کلی، رادیکالهای آزاد بوسیله شکستگی یک پیوند در یک مولکول پایدار، با بوجود آمدن دو قطعه که هر یک از آنها حاوی یک الکترون جفت نشده است، تشکیل می‌شوند.
R1__R2 <------> R1. + .R2

باید توجه داشت که امکان دارد قطعات حاصله بطریقی تغییر شکل یابند و بویژه این تغییر شکل از ترکیب شدن مجدد آنها شود. در بسیاری از موارد، ترکیب شدن مجدد تقریبا در هر برخورد R1 و R2 با همنوع خود رخ می‌دهد و ترکیب مخلوط تعادلی تحت شرایط معمولی، دلالت بر تجزیه مقدار بسیار کمی از ترکیب به رادیکالها می‌نماید. همچنین بسیاری از روشهای دیگر نیز باستثنای ترکیب شدن مجدد مورد ملاحظه قرار گرفته است که با استفاده از آنها، رادیکالها تغییر شکل داده اند. رادیکالها از طول عمر کوتاهی (معمولا کمتر از 3- 10 ثانیه) برخوردارند و به همین دلیل آنها غالبا دارای اهمیت بسیار زیادی در علم سینتیک واکنشهستند. 

روشهای تهیه رادیکال آزاد

روشهای متداول تهیه رادیکالهای آزاد را می‌توان به سه نوع گرمایی، الکتریکی و فتوشیمیایی تقسیم نمود: 

روش گرمایی

در روشهای گرمایی، یک مولکول پایدار در درجه حرارت زیاد تجزیه می‌شود. باید توجه داشت که در شرایط استثنایی امکان دارد که در یک حالت تعادلی، تفکیک بسوی رادیکالها قابل ملاحظه باشد. بنابراین امکان دارد که اتمهای هیدروژن بوسیله حرارت دادن به هیدروژن در یک درجه حرارت بسیار زیادی تهیه شوند: 
.H2 <----> 2H

بعنوان مثال در دمای 1900 k˚ این حالت تعادلی در فشار یک اتمسفر بسوی 1% تفکیک سوق داده می‌شود. 
همچنین در چند مورد، تفکیک بسوی رادیکالها در دمای اطاق در موادی در محلول، مشاهده شده است. بدین ترتیب امکان تهیه رادیکالها، در غلظتهای زیاد و با طول عمر قابل ملاحظه وجود دارد. از جمله مواردی که می‌توان بدان اشاره کرد، هگزا فنیل‌اتان است که در محلول بنزن در 5 درجه سانتیگراد تا حد 3% به رادیکالهای تری‌فنیل‌متیل با غلظت 3-2% تفکیک شده و نیز هگزا- (پارا- بی- فنیلیل)-اتان است که واقعا در شرایط مشابه تا حد 100% تفکیک شده است. 
به هر حال معمولا تجزیه های گرمایی برگشت ناپذیر می‌باشند. در این حال اکثر مواد آلی گازی تماما و یا قسمتی از آنها بوسیله مکانیزمی که طی آن، شکافتن مولکول بسوی رادیکالها با تشکیل دو رادیکال متیل آغاز می‌شود، تجزیه می‌گردند. 
C2H6 <-------> 2 .CH3

روش الکتریکی

در روش الکتریکی رادیکالها را می‌توان از طریق عبور گاز مورد نظر از مکانی که یک تخلیه الکتریکی در سرعت زیاد در آن برقرار می‌شود، تهیه نمود. در این روش طیفهای اتمی تهیه می‌شوند و از این روش غالبا برای بررسی واکنشهای شیمیایی اتمهای هیدروژن، اکسیژن و نیتروژن استفاده می‌گردد. 


تصویر
یک ترکیب دارای رادیکال

روش فتوشیمیایی

از جمله روشهایی که برای تهیه رادیکالهای آزاد بسیار عمومیت دارد، روشهای فتوشیمیایی است. تقریبا کلیه ترکیبات آلی گازی به روش فتوشیمیایی از مسیر رادیکالهای آزاد تجزیه می‌شوند و این روش از کاربرد گسترده‌ای برخوردار است. بدین روش، دو ماده کلر و استون در حد گسترده‌ای مورد استفاده واقع می‌شوند. کلر در تابش نور در ناحیه پیوسته طیف جذبی خود به اتمهای کلر تجزیه می‌شود. 
cl2 + hv <------> 2.cl

بسیاری از واکنشهای اتمهای کلر بدین روش مورد بررسی قرار گرفته‌اند. همچنین فتولیز "photolysis" استون در حد گسترده‌ای مورد بررسی قرار گرفته است. در چنین واکنشی بدون هیچ گونه ابهامی ثابت شده است که شکافت اولیه با استفاده از تابش گستره 2537 تا 3130 آنگستروم رخ می‌دهد. 
CH3COCH3+ hv <---------> .CH3CO+ .CH3

این واکنش یکی از عمومی‌ترین منابع تهیه رادیکالهای متیل و استیل است. 
تابش امواج با طول موج کوتاه و ذرات بنیادی پر انرژی (مانند آنچه در فروپاشیهای هسته‌ای ملاحظه می‌شود) نیز امکان دارد که بسوی تهیه رادیکالها و یونها سوق داده شود. باید توجه داشت که چنین سیستمهایی همه روزه از اهمیت بیشتری برخوردار می‌شوند، لکن معمولا پیچیده هستند. 

شناسایی رادیکالها

اولین روشهای شناسایی رادیکالها، مستلزم در نظر گرفتن خواص شیمیایی آنها بوده است. بعدها از روش های مطمئن‌تری مانند طیف سنجی جذبی و طیف سنجی جرمی استفاده شد. به طور کلی، شناسایی رادیکالها به روشهای زیر انجام می‌گیرد: 

روشهای شیمیایی

ازاله آئینه (mirror removal method)

گیر اندازی رادیکالها

طیف‌بینی جذبی (absorption spectroscopy)

طیف‌سنجی جرمی (mass spectrometry)

 

نفت سفید

Oil well in Texas 

تفکیک نفت سفید از نفت خام

نفت خام را پس از آنکه از دل خاک بیرون آوردند با لوله کشی و غیره به پالایشگاه حمل می‌کنند تا در آنجا پالایش و به ترکیبات مفید و قابل استفاده تبدیل شود زیرا نفت خام را به همان صورت اولیه نمی‌توان استفاده کرد. نفت خام مخلوطی از هیدروکربورهای مختلف بوده که در آن مواد سبک مانند بنزین و مواد سنگین مانند قیر وجود دارد که در هم حل شده اند. برای استفاده باید این مواد از هم تفکیک گردند و به این جهت لازم است که عمل تفکیک روی نفت خام انجام گیرد
تفکیک نفت خام در دو مرحله صورت می‌گیرد: اول تفکیک جزء به جزء همه نفت خام در فشار اتمسفر، و سپس ارسال باقیمانده دیرجوش این مرحله به دستگاه تفکیک دیگری که تحت خلا شدید عمل می‌کند. بنابراین ، نفت خام پس از حرارات در کوره در برج تقطیر اتمسفری به فراورده های زیر تفکیک می شود:گازهای سوختی (که عمدتا شامل متان و اتان است) ، گازهای سبکتر (شامل پروپان ، بوتان وهمچنین متان و اتان است) ، نفتای سبک ، نفتای سنگین ، نفت سفید ، نفت گاز یا گازوئیل و باقیمانده خام برج تقطیر اتمسفری. در برج تقطیر در خلا نیز باقیمانده برج تقطیر اتمسفری به جریان نفت گاز خلا و باقیمانده برج تقطیر در خلا تفکیک می‌شود. نفت گاز سبک ، نفت گاز اتمسفری و نفت گاز خلا را غالبا برای تولید بنزین ، سوخت هواپیما و سوخت دیزل به واحد هیدروکراکینگ یا کراکینگ کاتالیزوری می‌فرستند. باقیمانده برج خلا را نیز می توان در واحدهای گرانروی شکن ، کک سازی . یا آسفالت زدایی برای تولید نفت کوره سنگین و یا خوراک واحد کراکینگ و یا مواد خام روغن روانسازی پالایش کرد باقیمانده نفت خامهای آسفالتی را می توان برای تولید آسفالت جاده سازی و یا پشت بام ، مورد عملیات پالایش دیگری قرار دارد

نفت سفید (کروزن)

نفت سفید یا نفت چراغ که در ایران به طور معمول نفت می‌نامند، مایعی بیرنگ و کمی سنگین تر از بنزین است که بوی مخصوص آن پس از تبخیرشدن از بین می‌رود. نفت سفید از آغاز پیدایش صنعت نفت تا 50 سال ، مهمترین فراورده نفتی بود. نخست بعنوان روغن چراغ بکار می‌رفت و هنوز هم در مواردی برای تولید روشنایی بکار می‌رود. چگالی نفت در حدود 780/0 است که افزایش چگالی آن معرف وجود درصد بیشتری از هیدروکربورهای نفتنی ومعطره است و کیفیت آن بستگی به نوع اجزاء تشکیل دهنده آن و حدود نقطه جوش آن دارد

مشخصات مهم نفت سفید

نقطه اشتعال

نقطه اشتعال یک مایع نفتی حداقل درجه حرارتی است که ، بخار حاصل از آن در مجاورت شعله برای چند لحظه مشتعل گردد. به عبارت دیگر نقطه اشتعال درجه حرارتی است که در آن درجه حرارت به اندازه کافی بخار تولید می‌شود که با عوامل موجود در مقابل شعله قابل اشتعال گردد. نقطه اشتعال مواد نفتی معرف مقداری مواد سبک موجود در آن است، و بنابراین به کمک آن می توان با درنظر گرفتن حد انفجار ، احتمال انفجار در مخازن نفتی را پیش بینی کرد. نقطه اشتعال نفت سفید نباید از 100 درجه فارنهاریت پایین تر باشد. پایین بودن نقطه اشتعال به علت وجود هیدروکربورهای ردیف بنزین می‌باشد که باید در هنگام پالایش همواره کنترل گردد

 

نقطه دود (SMOKE POINT)

حداکثر طول شعله چراغ فتیله ای استاندارد آزمایشگاهی قبل از دود کردن ، بر حسب میلی‌متر، نقطه دود هیدروکربور نامیده می شود. نقطه دود نفت سفید بستگی به هیدروکربورهای متشکله آن دارد و نقطه دود آن نباید از میلی‌متر کمتر باشد. برای بالابردن نقطه دود هیدروکربورهای معطره آن را به روش استخراج جدا می‌کنند

مقدارذغال شدن (CHARVAIUE)

این آزمایش برای تعیین مقدار کربن باقی مانده که از سوختن نفت چراغ در 24 سرعت تولید می‌گردد، می‌‌باشد و از روی آن می‌توان مرغوبیت نفت سفید را بررسی کرد. روشهای مختلفی جهت تعیین مقدار کربن حاصل از سوختن نفت سفید وجود دارد که براساس روشهای IP یا ASTM می باشد

مهمترین خواص دیگر نفت سفید از نظر تجارتی عبارتند ازچگالی ، ارزش حرارتی ، مقدار گوگرد ، بو ، و یسکوزیته و غیره

تصفیه شیمیایی نفت سفید

برشهای مختلف حاصل از تقطیر نفت خام از جمله: نفت سفید ، نفت کوره ، روغن‌ها و گازوئیل دارای ناخالصیهایی مانند: هیدروکربورهای غیر اشباع ترکیبات اکسیژنه (اسیدهای نفتنی و ترکیبات آسفالتی) ، ترکیبات گوگردی (سولفونه و سولفوره) و ازته و همچنین ناخالص فلزی می‌باشد. این ناخالصیها علاوه بر اینکه از مرغوبیت محصولات می کاهند، باعث خوردگی دستگاهها مورد استفاده می‌گردند. در بسیاری از موارد ، لازم است که این ناخالصیها از محصولات حذف گردند تا به مواد با ویژگی‌های استاندارد و قابل مصرف تبدیل گردند. هدف و روشهای خالص سازی به طبیعت محصول نفتی و کاربرد بعدی آن بستگی دارد
عمل تصفیه به روشهای مختلف صورت می‌پذیرد که در زیر به تعدادی از آنها اشاره می شود

تصفیه با سود

این روش بیشتر به منظور شستشوی ترکیبات اسیدی موجود در برش های نفتی به کار گرفته می شود که مهمترین این ترکیبات مرکاپتانها ، هیدروژن سولفوره ، گاز کربنیک تیوفنل ها ، آلکیل فنل ها ، اسید سیانیدریک ، اسیدهای‌چرب و اسیدهای نفتنی می باشند

تصفیه با اسید سولفوریک

اسید سولفوریک با هیدروکربورهای آروماتیک ، اولفین‌ها ، ترکیبات اکسیژنه ، اسیدها ، مواد رنگی و سولفوره ترکیب می شود. اسید دکانته شده، به علت داشتن رزین‌ها (حاصل از پلیمریزاسیون در مجاورت اسیدسولفوریک) سیاه رنگ می‌باشد. برای اینکه نفت رنگ زرد نداشته باشد، باید مقدار اسید نیتروی موجود در اسید سولفوریک کمتر از 1/0 درصد باشد اغلب جهت حذف ذرات اسیدی اضافی ، عمل شستشو با یک محلول سود و سپس با آب انجام می‌گیرد

روش دکتر

انواع بنزین و ترکیبات سنگین تر مانند برش نفتا و کروزن را می توان به کمک این روش مورد ترتمان قرار داد. به علت اینکه قسمتی از مواد شیمیایی ، در حیناستخراج مصرف می شود، یک روش نیمه رژنراتیو می‌باشد یعنی نصف مواد دوباره احیا می گردد. در این روش از محلول قلیایی پلمبیت سدیم (Na2PbO2) جهت ترتمان استفاده می‌شود

 

روش هیپوکلریت

از هیپوکلریت ، اغلب به عنوان عامل اکسیدکننده، برای کاهش بو و نیز کاهش مقدار مرکاپتانها در برشهای مختلف نفتی ، استفاده می‌شود. این روش می‌تواند، یک روش تکمیلی برای ترتمان برشها با سود باشد

تصفیه نفت سفید بوسیله انیدرید سولفوره (روش ادلینو"Edeleanu")

با توجه به اینکه انیدرید سولفوره‌ی مایع (SO2) به راحتی هیدرکربورهای اشباع نشده از کربن و ترکیبات آروماتیک را در خود حل می کند، لذا از آن برای جدا کردن ناخالصی های نفت سفید و تصفیه آن استفاده می‌شود. در این روش تصفیه نفت سفید که به روش ادلینو (Edeleanu) معروف است، ابتدا ماده نفتی را از روی یک لایه کلرور سدیم و کلرورکلسیم خشک به نسبت 2 به 1 عبور می دهند تا کاملا خشک شود. بعد به وسیله دستگاههای تبادل حرارتی در یک ظرف آهنی تا دمای (10-) درجه سانتگراد سرد میکنند، سپس انیدرید سولفوروی مایع با (10-) درجه سانتیگراد را بدون هم زدن به صورت قطرات خیلی ریز در داخل طشتک بر روی ماده نفتی می‌پاشند. مقدار انیدرید سولفوردی مایع لازم در این عملیات بیش از یک چهارم مقدار مایع نفتی است. مایع داخل طشتک پس از مدتی به دو فاز تبدیل می‌شود که قشر بالایی آن ماده نفتی یا کروزن اشباع از انیدرید سولفورو است. فاز پایینی انیدسولفوردی مایعی است که هیدروکربورهای غیر اشباع سنگین و سایر ناخالصی‌ها را در خود حل کرده است. به وسیله عمل دکانتاسیون ، دوفاز را از هم جدا می‌کنند و آنها را از دستگاههای تبادل حرارتی عبور می‌دهند تا در اثر گرما، انیدریدسولفورو به صورت گاز خارج گردد. گازهای حاصل را بوسیله کمپرسورها می‌مکند و در اثر برودت به مایع تبدیل می‌کند که مجددا از آن در عملیات بعدی استفاده می‌شود. در این عملیات، حدود 3/0 درصد انیدرید سولفورو در لایه فوقانی باقی می‌ماند، که به وسیله شستشو با آباز بین می‌رود. از مواد باقی مانده در لایه زیرین، بعد از جداکردن انیدرید، می توان اساس تربالتین و روغنهای سنگین تهیه کرد. در این عملیات ، در حدود 5/0 درصد انیدررید سولفورو از بین می‌رود

موارد کاربرد نفت سفید

روشنایی: از کروزن جهت روشنایی و همچنین برای علامت دادن به کمک آتش استفاده می شود چون نقطه اشتعال کروزن بالاتر از 35 درجه است لذا از نظر آتش سوزی خطری ندارد.

بعنوان سوخت: کروزن سوخت اغلب تراکتورها و ماشین های مورد استفاده در کشاورزی و همچنین بعنوان منبع نیرو در برخی توربینهای هواپیماها و موتورهای جت هواپیماها می‌باشد.

 

هواناو


img/daneshnameh_up/d/d7/jump1.jpg

دیدکلی

وقتی قایقی حرکت می‌کند، آب اطرافش بر آن فشار می‌آورد و سرعتش را کاهش می‌دهد. اگر قایق به جای عبور از آب ، از بالای آن حرکت می‌کرد، سرعتش بیشتر می‌شد. هواناو و قایق پرنده (هیدروفویل) ، که هم خانواده‌ای آن است، هر دو راه حلی برای این مسأله‌اند. 

بالشتکها و دامنها

بالشتک هوایی ، که هواناو را بالا نگه می‌دارد، به وسیله‌ی یک یا چند هواکش بالابر قوی به وجود می‌آید. دامنی لاستیکی و انعطاف پذیر ، که دور تا دور لبه‌ی هواناو کشیده شده است، از خروج سریع هوایی که هواکشها به زیر هواناو و تلمبه می کنند، جلوگیری می کند. قایق پرنده ، ورقه های بال مانندی دارد که وقتی قایق سرعت می‌گیرد، آن را از سطح آب بالا نگه می‌دارد. 



img/daneshnameh_up/2/2f/hovercraft.jpg

هواناو چگونه کار می‌کند؟

چون هواناو و روی بالشتکی از هوا بالا نگه داشته می‌شود، می‌تواند روی آب یا خشکی حرکت نماید. سرعت هواناو به 130 کیلومتر در ساعت می‌رسد که بسیار بیشتر از سرعت کشتی معمولی است. در دو طرف هواناو و دو هواکش بزرگ وجود دارد که هوا را می‌مکند و آن را زیر هواناو می‌رانند تا بالاتر از سطح آب قرار گیرد. دو هواکمش بزرگ دیگر ، در عقب ، با سکانهایی برای هدایت ، آن را به سمت جلو می‌رانند. قایق پرنده ورقه‌ها یا بالهایی زیر آب دارد، وقتی قایق سرعت می‌گیرد، این بالها بدنه‌ی قایق را از آب بیرون می‌کشند. نیروی آنها از پروانه‌ها یا جت آبی (جهش آب) به دست می‌آید. 

نخستین هواناو

از سال 1877 میلادی ، کسانی روی وسیله‌ی نقلیه‌ای که با بالشتک هوا حرکت کند، کار می‌کردند، ولی تا قرن بیستم ، فناوری ساختن هواناو وجود نداشت. نخستین هواناو و موفقیت آمیز را کریستوفر کاکرل ، مهندس انگلیسی ، در سال 1959 میلادی ساخت. 



img/daneshnameh_up/d/dd/new_ground_effect.jpg

پرواز بر فراز امواج

هواناو کاربردهای گوناگونی دارد. بزرگترین هواناوها ، مسافران و خودروهای آنان را از راههای کوتاه آبی ، مانند کانال انگلستان ، عبور می‌دهند. هواناوهای کوچک و تک نفره را اغلب در مسابقات ورزشی به کار می‌برند. هواناو نظامی ، افراد و تجهیزات را حمل می‌کنند. 

ضدعفونی با اشعه ماورای بنفش

نگاه کلی

انسان از قرنها پیش اعتقاد داشت که نور خورشید می‌تواند از اشاعه عفونتها جلوگیری کند در سال 1877 دو محقق انگلیسی به نامهای دانز و بلونت دریافتند که تکثیر میکروارگانیسمها زمانی که تحت تابش نورآفتاب قرار می‌گیرد متوقف می‌گردد. تحقیقات بعدی نشان داد که عامل این پدیده طیف غیر قابل رؤیت اشعه خورشید با طول موج 254 نانومتر است. در پی این کشف ، امکان طراحی و ساخت دستگاههای مولد اشعه باکتری کش میسر گردید. امروزه این نوع اشعه که باعث جلوگیری از فعالیت باکتریها می‌گردد به عنوان اشعه ماورای بنفش"UV" شناخته شده است. تحقیقات جدید در مورد تاثیر این پرتو بر روی میکروارگانیسمها منتج به ساخت سیستمهای جدید ضدعفونی برای مایعات ، هوا و همچنین سطح اجسام گردید. بدین ترتیب ، ضدعفونی بدون استفاده از مواد شیمیایی و یه به کارگیری حرارتهای بالات میسر شد و ضدعفونی در مواردی که قبلا مشکل و یا غیر ممکن بود نیز امکان پذیر گردید. امروزه ضدعفونی با اشعه ماورای بنفش ، نه فقط به عنوان یک روش با ارزش و موثر شناخته شده، بلکه در خیلی از موارد به عنوان مکمل سایر روشهای ضدعفونی بکار گرفته می‌شود

مکانیسم ضدعفونی با اشعه ماورای بنفش

برخلاف اغلب ضدعفونی کننده‌ها، تشعشع اشعه ماورای بنفش ، میکروارگانیسمها را به وسیله اثر متقابل شیمیایی غیر فعال نمی‌کند بلکه آنها را به وسیله جذب نور توسط خودشان غیر فعال می نماید که باعث واکنش فتوشیمیایی می‌شود. اشعه مذکور ، مواد مولکولی ضروری برای عامل سلولی را تغییر می دهد. چون اشعه uv در دیواره سلول میکروارگانیسمها نفوذ می‌کند، اسیدهای نوکلئیک و دیگر مواد سلولی حیاتی به وسیله آن اثر، تحت تاثیر قرار می‌گیرند. در نتیجه ، سلولهایی که در معرض این اشعه قرار گرفته اند ضدمه دیده و یا نابود می‌شوند. مدارک کافی وجود دارد که اگر انرژی uv به مقدار کافی به ارگانیسمها تابیده شود، اشعه uv می تواند آب را به اندازه‌ای که نیاز است ضدعفونی کند. برای از بین بردن میکروارگانیسمهای کوچک مانند باکتریها و ویروسها مقداری اشعه uv لازم است اما برای از بین بردن و غیر فعال کردن پروتوزآ مانند ژیاردیا و کریپتواسپوریدیوم انرژی uv مورد نیاز ، چندین برابر انرژی لازم برای غیر فعال کردن باکتریها و ویروسها خواهد بود. در نتیجه اشعه uv برای ضدعفونی کردن و یا برای آبهای زیرزمینی که در آنها ژیاردیا و کریپتواسپوریدیوم وجود ندارد موثر است

محدوده طول موج اشعه uv برای ضدعفونی

انرژی موجی اشعه uv در محدوده طول موج اشعه الکترومغناطیسیnm) 100-400) بین اشعه ایکس و طیف نور مرئی است. منطقه بهینه برای میکروب‌کشی توسط اشعه uv در محدوده nm) 245-285) است. ضدعفونی توسط اشعه uv، هم به وسیله لامپهای با فشار کم که حداکثر انرژی خروجی آنها در طول موج 7. 253 است و هم با لامپهای فشار متوسط که انرژی آنها در طول موجnm) 180-370) است و یا لامپهایی که انرژی آنها در دیگر طول موج ها با شدتهای زیاد نوسانی منتشر می‌شود، انجام می‌گیرد

موارد بکارگیری روش ضدعفونی با اشعه uv

سه مورد اصلی استفاده از روش ضدعفونی با اشعه uv وجود دارد

ضدعفونی مایعات

ضدعفونی فضاها

ضدعفونی سطوح اجسام

ضدعفونی مایعات

روش ضدعفونی با اشعه uv می‌تواند برای آب آشامیدنی ، آبهای فرایندی و فاضلاب یعنی تمامی مواردی که آب بدون آلودگی یا با آلودگی تقلیل یافته مورد نظر است، استفاده شود. امروزه کلرزنی بیش از هر روش دیگری برای ضدعفونی کردن آب ، مورد استفاده قرار می‌گیرد ولی متاسفانه کلر "هالوفرم" هایی نظیر کلروفرم ایجاد می‌کند که احتمال تاثیر سرطان زایی آنها شناخته شده است. این امر باعث گردید که محققان به طور جدی در صدد جایگزینی و یا محدودکردن به کارگیری این ماده شیمیایی برآیند. تنها روش شناخته شده امروزی که هیچ تغییری در خواص شیمیایی و فیزیکی آب ایجاد نکرده و ماده ای به آب اضافه نمی‌نماید، ضدعفونی با اشعه ماورای بنفش است
موارد کاربرد اشعه uv برای ضدعفونی مایعات : 

صنایع غذایی

آبهای فرایندی و آب آشامیدنی

پرورش ماهی ، میگو ، دام و طیور

فاضلابهای شهری و صنعتی

صنایع آرایشی و بهداشتی ، شیمیایی ، دارویی و الکترونیک (آب فوق العاده تمیز)

استخرهای شنا ، آب‌نماها و جکوزیها

سیستمهای آب خنک کننده مدار بسته و سیستمهای تهویه مطبوع

ضدعفونی فضاها و سطوح

ضدعفونی فضا و سطوح بعد از ضدعفونی آب یکی از مهمترین و موفق‌ترین موارد استفاده از اشعه ماورای بنفش به شمار می‌آید. در حالی که ضدعفونی هوا با وسایل متداول ضدعفونی به سختی ممکن بوده و یا عملی نباشند، اشعه ماورای بنفش به عنوان وسیله‌ای موثر برای از بین بردن میکروارگانیسمهای معلق در هوا به کار می‌رود. در این روش کل هوای موجود در فضا به کمک جریان طبیعی از مجاورت لامپها عبور نموده و تراکم میکروبی موجود در فضا به میزان بسیار زیادی تقلیل می‌یابد. بدین ترتیب از انتقال بیماریها و عفونتهایی که از راه تنفسی سرایت می‌کنند جلوگیری می‌گردد
موارد کاربرد اشعه uv برای ضدعفونی فضاها : 

بیمارستانها (اتاق عمل ، اتاق انتظار ، بخشها و لباسشوییها)

داروسازی ، آزمایشگاهها و آشپزخانه ها

صنایع غذایی ، کشتارگاهها ، صنایع لبنی ، پرورش دام و طیور ، تولید خشکبار

تهویه مطبوع


موارد کاربرد اشعه uv برای ضدعفونی سطوح اجسام 

ضدعفونی مواد بسته در صنایع غذایی مانند فویل ، قوطی و بطری

جلوگیری از آلودگی مواد در فرآیند تولید و بسته بندی

مخازن ، ظروف و بطری و همچنین دستگاههای پرکن

عوامل موثر بر بازده ضدعفونی توسط اشعه uv

برخلاف بسیاری از ضدعفونی کننده ها، اشعه uv یک فرایند فیزیکی است که به زمان تماس جهت غیر فعال سازی مواد بیماری زا ، بستگی دارد. برای رسیدن به غیرفعال‌سازی ، اشعه uv باید توسط میکروارگانیسم جذب شود بنابراین هر عاملی که از رسیدن اشعه uv به میکروارگانیسمهای جلوگیری کند باعث کاهش تاثیر ضدعفونی کردن می‌شود. گزارش داده‌اند که pH روی خاصیت ضدعفونی توسط اشعه uv موثر نیست، عواملی که روی بازده ضدعفونی توسط اشعه uv موثرند عبارتند از

فیلمهای شیمیایی و مواد آلی و غیر آلی حل شده: رسوب جامدات روی سطح لامپ uv می‌تواند شدت اشعه uv را کاهش داده، در نتیجه باعث کاهش بازده ضدعفونی گردد. به علاوه فیلمهای تشکیل شده، ناشی از تاثیر مواد آلی ، منیزیم ، کلسیم و رسوبات آهن هستند که گزارش شده است. آب که غلظت آهن ، سختی ، سولفید هیدروژن و مواد آلی در آن زیاد باشد بسیار مستعد تشکیل رسوب است، که به تدریج شدت کارایی اشعه uv را کاهش می‌دهد. تنوع مواد شیمیایی می‌تواند عبوردهی اشعه uv را کاهش دهد، که آنها شامل اسیدهای هیومیک ، مواد فنولیک و سولفونات لیگنین ، کروم ، کبالت ، مس و نیکل هستند. همچنین عوامل رنگی مانند چای و مواد استخراج شده برگ گیاهان باعث کاهش شدت uv می‌شود.

 

اجتماع میکروارگانیسمها و کدورت: سطح ذرات ، محل پرورش و نگهداری باکتریها و دیگر باکتریهای بیماریزا است. لذا وجود ذرات روی بازده ضدعفونی به دلیل اینکه باکتریها را از پرتو اشعه uv محافظت و نیز نور اشعه uv را متفرق می‌کند موثر است به هر حال کدورت زیاد باعث تاثیر ، روی ضدعفونی می‌شود. همانند ذرات که باعث کدورت می‌شوند، اجتماع میکروارگانیسمها نیز می تواند روی بازده ضدعفونی موثر باشد و آن به این دلیل است که باعث می‌شود با کتریهای بیماریزا در آنها جایگزین شده، عملا در پناه قرار گیرند.

مزایای کاربرد اشعه uv

رفع موثر آلودگی میکروبی بدون آلودگی شیمیایی

ضدعفونی فوری بدون نیاز به مخزن تماس

ضدعفونی موثر میکروارگانیسمهای مقاوم در برابر کلر و اوزون

عدم ایجاد ترکیبات جانبی مضر و بیماری‌زای شیمیایی

عدم ایجاد طعم و بوی شیمیایی

عدم تغییر در کیفیت فیزیکی و شیمیایی

عدم ایجاد عوارض فوری و حساسیت

عدم تخریب محیط زیست

تاثیر زیست محیطی استفاده از اشعه ماورای بنفش

به سبب آنکه اشعه ماورای بنفش یک عامل شیمیایی نیست ، هیچ باقی مانده سمی تولید نمی‌کند اما ممکن است ترکیبات شیمیایی مخصوصی به وسیله اشعه ماورای بنفش دچار تغییر گردند. عموما تصور می‌شود که این ترکیبات به شکل بی‌ضررتری تجزیه می‌شوند، اما هنوز به پژوهشهای بیشتری در این زمینه نیاز است. در حال حاضر باید باور داشت که ضدعفونی با اشعه ماورای بنفش هیچ گونه تاثیر زیست محیطی مطلوب یا نامطلوب ندارد

یخ زدایی بدنه هواپیما

تجهیزات ضد یخ ANTI-ICING EQUIPMENT

تجهیزات ضد یخ یا یخ زدایی بدنه هواپیما معمولا شامل انواع زیر می‌باشد: 

حرارتی THERMAL

هوای گرم موتور بسوی سطحی که باید در مقابل یخ محافظت شود هدایت می‌گردد. سطح بصورت الکتریکی نیز می‌تواند گرم شود. 

شیمیائی CHEMICAL

الکل یا سایر مایعات ضد یخ روی سطح پاشیده می‌شود. گاهی از روغن یا گریس ضد یخ نیز استفاده می‌گردد. 

مکانیکی

یک روکش لاستیکی قابل ارتجاع روی لبه‌های جلوئی و سطوح دیگر نصب می‌شود. از انقباض و انبساط متناوب برای شکستن یخ در صورت لزوم استفاده می‌گردد. در حالت گرمایش مصنوعی هدف کاهش دمای آستانه یخ زدن در ابرهای مخلوط و فوق سرد است، این تکنیک عموما موفق است. به هر حال در مورد ابرهای یخی باید توجه بیشتری مبذول شود. گرم کردن بلورهای یخ موجب ذوب آنها می‌گردد. بنابراین توصیه می‌شود که در ابرهای یخی از گرمایش اجتناب شود، مگر آنکه یخزدگی قبلا شروع شده باشد. 

پیش بینی شرایط یخ زدگی FORECASTING ICING CONDITIONS

خطر یخزدگی باید آخرین مؤلفه‌ای باشد که مورد پیش بینی قرار می‌گیرد. ابتدا باید پیش بینیهای مربوط به شرایط ابر ، باد ، دما و تلاطم تکمیل گردد. سپس می‌توان حالت فیزیکی ابرها و ماهیت بارشها را تعیین نمود. خطر بروز یخزدگی بدنه هواپیماهای جدید متوجه حضور آب فوق سرد در جو می‌باشد. قطرکهای فوق سرد با صعود هوا به دماهای زیر صفر درجه سانتیگراد تولید می‌شوند. بنابراین فاکتروهای زیر باید بررسی شوند:

دما

فشار اولیه بخار آب در هوای صعود کننده

میزان صعود هوا

بازده ارتفاعی که در آن هوا سعود کرده است.


حال هر یک از این پارامترها به ترتیب بررسی می‌شوند: 

دما TERMPERATURE

در ارزیابی ارتفاع (همدمای) صفر درجه سانتیگراد بعنوان حد پائینی یخزدگی باید دانست که این سطح در مناطق با بارش شدید افت می‌کنند. این ارتفاع در اثر عبور هوا از روی تپه‌ها یا کوه ها نیز تغییر می‌یابد.


با کاهش دما احتمال بروز یخزدگی معمولا کاهش می‌یابد. عملا در دماهای کمتر از منفی 40 درجه سانتیگراد یخزدگی وجود ندارد.


تشکیل یخ شدید در دماهای کمتر از منفی 15 درجه سانتیگراد غیر عادی است.


اگر جریان صعودی ابر قویتر از معمول باشد، احتمال و شدت یخزدگی در تمام سطوح افزایش می‌یابد.


یخ شفاف با قطرات درشت و دمای زیاد همراه است. در دماهای کمتر از منفی 15 درجه سانتیگراد یخ کدر مشاهده می‌شود.


در ابرهایی که گسترش ارتفاعی آنها از هم دمای منفی 15 درجه سانتیگراد تجاوز نمی‌کند خطر یخزدگی می‌تواند به علت جبران قطرکهای فوق سرد زیاد باشد، این حالت زمانی مسیر است که ابر بلندتری وجود ندارد تا از آن بلورهای یخی ریزش نماید. این امر در ابرهای رو به توسعه آب که در آن جریانات صعودی موجب تأخیر در ریزش کریستالهای یخی از بالا می‌شود نیز وجود دارد.


پرواز در باران یخزن باعث ایجاد یخ شفاف می‌گردد. علت آن است که اندازه قطرات درشت بوده و دما نسبتا زیاد است. معمولا یخ روی قسمتهای عاری از یخ تشکیل می‌شود، زیرا توان دریافت برای آن قسمتها زیاد است.

محتوای اولیه بخار آب در هوای صعود کننده INITIAL WATER CONTET OF ASCENDING AIR

در ابرهای همرفتی که منبع آن هوای نزدیک سطح زمین باشد می‌توان از دیدبانی سینوپتیکی برای تعیین محتوای بخار آب استفاده نمود.


در ابرهایی که منشأ ناپایداری داشته و ابرهای ناشی از تلاطم (مانند آلتو کومولوس برجی ، استراتو کومولوس و غیره) ، از دیده بانی در پایه ابر می‌توان محتوای رطوبتی آنرا برآورد نمود. البته به کمک دیده بانی جو بالا (گمانه زنی) دمای پایه ابر تعیین می‌گردد.


در ابرهای جبهه‌ای برای تعیین منشأ هوا می‌توان از آنالیز معمولی توده هوا استفاده نمود. در عین حال محتوای تئوریکی آب در اثر تغییر حالت بخار آب و بارش ، تعدیل می‌شود. عموما برای تعیین محتوای آبی کافی است که منشأ هوای صعود کننده از نظر دریائی یا قاره‌ای بوده مشخص گردد.

میزان صعود هوا RATE OF ASCENT OF AIR

پستی و بلندی اثر تعیین کننده‌ای بر روی میزان صعود هوا دارند. شرایط یخزدگی به ازای واداشت هوا در صعود از موانع کوهستانی به مقدار زیادی تغییر می‌یابد و تعدیل میزان صعود در اثر توسعه امواج نیز رخ می‌دهد. این امواج می‌توانند ناشی از ماهیت پستی و بلندی بوده و یا در اثر ویژگیهای ناپایداری هوا باشد.


ناپایداری به جریانات قوی صعودی و تولید ابرهای ناپایداتری (کومولوس ، CB و آلتو کومولوس برجی) منتهی شود. از روشهای معمولی در پیش بینی برای تعیین پایداری هوا استفاده می‌شود. همچنین احتمال ناپایداری پنهان در صعود واداشتی هوا وجود دارد. این صعود می‌تواند در سطوح جبهه‌ای ، موانع کوهستانی یا در نواحی همگرائی رخ دهد. گاهی ابرهای ناپایداری توسط ابرهای لایه‌ای نامرئی می‌شوند.


جریانات صعودی در ابرهای لایه‌ای جبهه‌ای توان کافی برای ابقاء حالت اشباع نسبت به آب در حضور کریستالهای یخی که خیلی زیر صفر هستند را ندارند. از اینرو بسیاری از ابرهای NS ، AS تقریبا بطور کامل از کریستالهای یخ تشکیل می‌شوند و بدین ترتیب خطر یخزدگی کم می‌باشد. اگر جبهه خیلی فعال بوده و جریانات صعودی قویتر از معمول باشند، خطر یخزدگی فزونی می‌گیرد. بدین ترتب شرایط یخزدگی در دماهای پائین و بویژه تا 150 کیلومتری موقعیت جبهه در سطح زمین وجود دارد.


بسیاری از لایه‌های SC روی دریا (بویژه در زمستان) بصورت ابرهای جوششی فعال می‌باشند. در سطح دریا هوا ناپایدار است، ولی قله ابر زیر یک وارونگی پخش می‌گردد. جریانات صعودی در این شرایط بیش از مقدارشان در ابرهای استراتو کومولوسی است که در اثر تلاطم بوجود می‌آیند. اگر دما مناسب باشد، یخزدگی به مقدار زیاد افزایش می‌یابد.

گسترش عمودی ابر VERTICAL EXETENT OF CLOUD

این موضوع نه تنها مقدار آب آزاد شده در اثر صعود هوا را تعیین می‌نماید بلکه دما در قله ابر را نیز مشخص می‌کند. چگونگی دما در قله ابر می‌تواند بر روی تشکیل کریستالهائی که مستعد ریزش به قسمتهای پائین ابر هستند تأثیر بگذارد.


پیش بینی گسترش عمودی ابر یک روش معمول در پیش بینی است. به هر حال هنگام برخورد ابرهای جبهه‌ای به موانع کوهستانی بر پیچیدگی کار افزوده می‌شود. این ابرها گاهی به شکل لایه‌ای هستند در نتیجه حرکت ابرهای پائین توسط کوهستان به تأخیر می‌افتد. ابرهای فوقانی که دارای کریستالهای یخی بوده از بخش تحتانی دور می‌شوند و بدین ترتیب نمی‌توانند در آن کریستالهای یخی بپاشند. قطرکهای فوق سرد بخش عظیمی از ابر پائین را که توسط شیب کوه متوقف شده را فرا می‌گیرد، از اینرو ضخامت زیادی به ناگهان شروع به یخزدن می‌نماید.


نقش پیش بین هوانوردی شامل برآورد پتانسیل خطر شرایط یخزدگی است. پیش بینی شامل واکنش یک هواپیمای خاص نسبت به خطرات بالقوه یخزدگی در موقعیت معین نمی باشد. پیش بین باید خلبانها و اپراتورهای خطوط هوایی را قادر سازد تا رفتار یک هواپیما را در شرایط پیش بینی شده استنتاج کنند. این رفتار تابعی از دینامیک جو و پارامترهای هواشناسی است. یخزدگی یکی از خطراتی است که ممکن است خلبان در پرواز با آن مواجه شود. در فصل بعدی به موضوع تلاطم پرداخته می‌شود که نه تنها می‌تواند به هواپیما خسارت وارد کند، بلکه موجب ناراحتی و حتی مجروح شدن مسافران نیز می‌گردد.

الکترون

نگاه اجمالی

ذره بنیادی پایداری با بار الکتریکی منفی 1.602X10-19 کولن و جرم در حال سکون 9.109X10-31 کیلوگرم. الکترونها در همه اتمها حضور دارند و در لایه‌های خاصی به دور هسته اتم می چرخند. 

سیر تحولی و رشد

در نظریه‌های دالتون و و نظریه‌های یونانیان ، اتمها کوچکترین اجزای ممکن ماده بودند. اما در اواخر سده نوزدهم کم کم معلوم شد که اتم خود از ذراتی کوچکتر ترکیب یافته است. این تغییر دیدگاه ، نتیجه آزمایشهایی بود که با الکتریسیته به عمل آمد. در 1807 - 1808 شیمیدان انگلیسی همفری دیوی با تجزیه مواد مرکب توسط الکتریسیته ، پنج عنصر پتاسیم ، سدیم ، کلسیم ، استرونسیم و باریم را کشف کرد و دیوی با این کار به این نتیجه رسید که عناصر با جاذبه‌هایی که ماهیتا الکتریکی هستند بهم وصل می‌شوند.


در سال 1833 - 1832 مایکل فارادی مجموعه آزمایشهای مهمی در زمینه برقکافت شیمیایی انجام داد. در فرآیند برقکافت ، مواد مرکب بوسیله الکتریسیته تجزیه می‌شوند. فارادی رابطه بین مقدار الکتریسیته مصرف شده و مقدار ماده مرکب تجزیه شده را بررسی کرد و فرمول قوانین برقکافت را بدست آورد. بر مبنای کار فارادی ، جرج جانستون استونی در سال 1874 به طرح این مسأله پرداخت که: واحدهای بار الکتریکی با اتمها پیوستگی دارند. او در سال 1891 این واحد را الکترون نامید.


در سالهای پایانی سده نوزدهم میلادی بیشتر فیزیکدانان به این باور رسیدند که الکتریسته به دو صورت ظاهر می‌شود: یکی به صورت الکترون با جرم 9.109534X10-31 کیلو گرم و بار منفی 1.602X10-19 کولن و دیگری به صورت پروتون با جرم 1.672623X10-27 کیلو گرم و بار 1.602177X-19 اعتقاد بر این بود که اتمها (و در نتیجه مولکولها) از ترکیب الکترونها و پروتونها شکل می‌گیرد. در اوایل دهه 1930 معلوم شد که همه اتمها (بجز هیدروژن) از پروتونهای مثبت و نوترونهای خنثی و با جرم 1.675X10-27 و بدون بار الکتریکی مثبت تشکیل می‌شود. همچنینی کشف شد که الکترون مثبت (یا پوزیترون) نیز با جرمی برابر با جرم الکترون و باری برابر با بار الکترون ولی با علامت مثبت (دست کم به صورت لحظه‌ای) وجود دارد. 




ساختار اتم الکترونی

چنانچه گفته شد اتمها از ترکیب الکترونها و پروتونها شکل گرفته‌اند و هسته اتمها نیز از پروتونهای مثبت و نوترونهای خنثی تشکیل شده است. به این ترتیب ، اتم خنثی هسته‌ای با بار مثبت دارد که با الکترونهای (منفی) احاطه شده است. اندازه هسته در هر اتم از مرتبه حدود 10/1 اندازه‌ اتم است. بقیه حجم اتم را الکترونهای مداری در اشغال خود دارند. 

انتقال الکترونها

در رسانای الکتریسته (که معمولا از جنس فلزند) ، مسیرهایی برای انتقال سریع الکترونها وجود دارد. یونها (اتمها و مولکولهای با بار الکتریکی مثبت یا منفی در محلولها) نیز می‌توانند رساننده الکتریسته باشند. الکتریسته می‌تواند در هوا یا گازهای دیگر نیز منتقل شود، این انتقال یا به صورت جرقه‌ای است که چشمه‌ای با ولتاژ زیاد (چند هزار ولت به ازای هر سانتیمتر فاصله) آن را در فشار جو بوجود می‌آورد. و یا در فشار کم نظیر آنچه در لامپهای نئونی روی می‌دهد به صورت تخلیه الکتریکی است. 

گسیل الکترون

فلزات داغ الکترونهای فراوانی گسیل می‌کنند که آنها را می‌توان در خلأ خوب به صورت پرتوهای کاتدی شتاب داد. این پرتوهای تولید شده در لامپ کاتدی را می‌توان به کمک میدانهای الکتریکی و مغناطیسی فلوئورتاب کانونی کرد. لامپهایی که بر این اساس کار می‌کنند در میکروسکوپهای الکترونی ، صفحه‌های نمایشی رایانه‌ها و همچنین در تلویزیونها کاربرد دارد.


بر اثر کوششهایی که برای عبور جریان برق در خلا به عمل آمد ، یولیوس پلوکر در 1859 پرتوهای کاتدی را کشف کرد. موضوع از این قرار بود که دو الکترود در یک لوله شیشه‌ای وارد کردند و پس از مسدود کردن لوله ، هوای آنرا تقریبا بطور کامل بیرون کشیدند. وقتی یک ولتاژ زیاد بین دو الکترود برقرار گردید، از الکترود منفی که کاتد نامیده می‌شود پرتوهایی گسیل یافت. این پرتوها بار منفی دارند، بر خط راست سیر می‌کنند و بر دیواره مقابل کاتد موجب تلألو می‌شوند. لامپهای تصویری که در صفحه تلویزیون و صفحه نمایشهای کامپیوتری بکار می‌روند. لوله‌های پرتو کاتدی جدیدی هستند، در این لامپها پرتوها بر صفحه‌ای متمرکز می‌شوند. این صفحه با موادی پوشیده شده‌ که هنگام برخورد با تابش پرتوها درخشش ایجاد می‌کنند.


در اواخر سده نوزدهم ، پرتوهای کاتدی بطور وسیعی مورد بررسی قرار گرفت. آزمایشهای متعدد دانشمندان به این نتیجه انجامید که پرتوهای مذکور جریانی از ذرات بار دار منفی است که حرکتی سریع دارند. این ذرات همانطور که استونی پیشنهاد کرده بود الکترون نامیده شد. این الکترونها که از فلز کاتد ناشی می‌شوند همواره یکسانند و به جنس فلز بستگی ندارند. چون بارهای ناهمنام یکدیگر را جذب می کنند، جریان الکترونهایی که پرتوی کاتدی را بوجود می‌آورند هرگاه از میان دو صفحه با بارهای مخالف بگذرند به طرف صفحه‌ای که بار مثبت دارد کشیده می‌شوند. بنابراین پرتوهای کاتدی در یک میدان الکتریکی از مسیر عادی مستقیم خود منحرف می‌شوند. درجه این اختلاف به دو عامل بستگی دارد:



انحراف بطور مستقیم با اندازه بار ذره تغییر می‌کند. ذره‌ای که بار بیشتری دارد بیشتر از ذره‌ای که بار کمتری دارد منحرف می‌شود.

انحراف بطور معکوس با جرم ذره تغییر می‌کند. ذره‌ای با جرم بزرگتر کمتر از ذره‌ای با جرم کوچکتر منحرف می‌شود.

انواع الکترونها

الکترون آزاد

الکترونی که از اتم جدا شده و به آن بستگی ندارد. الکترونهای بیرونی‌ترین لایه‌های اتمهای فلزات بستگی کمتری نسبت به اتمهای خود دارند و با گرفتن انرژی کوچکی از این اتمها کنده می‌شوند و به شکل توده‌ای از ابر یا گاز ، شبکه‌های اتمی فلزات را در بر می‌گیرند. هنگامی که الکترونهای آزاد در میدان الکتریکی قرار گیرند، جریان الکتریکی بوجود می‌آید. 

الکترون اوژه

الکترون اوژه نوعی الکترون آزاد است که از اتم یا یون گسیل می‌شود. الکترون اوژه از بازآرایی الکترونهای مقید از اتم یا یون اولیه سرچشمه می‌گیرد. این بازآیی از واکنش الکترون - الکترون که مولد نیروی دافعه است و می‌تواند بر نیروی جاذبه ناشی از برهمکنش الکترون - هسته فایق آید، صورت می‌گیرد. با آن همه بازآیی یاد شده تنها هنگامی می‌تواند رخ دهد که حداقل جای یک الکترون در تراز انرژی معین اتم یا یون اولیه خاصی باشد و در تراز با انرژی بیشتر از انرژی تهی جا حداقل دو الکترون وجود داشته باشد، یکی از الکترونهای تراز بالاتر به تراز دارای تهی جا سقوط می‌کند و الکترون دیگر به صورت الکترون آزاد از اتم خارج می‌شود. 

الکترون ظرفیت یا الکترون والانس

هر یک از الکترونهای لایه خارجی اتم که در ایجاد پیوندهای شیمیایی شرکت می‌کنند. 

الکترون رسانش

اتمهای هر فلزی با پیوندهای کووالانسی که راستای کاملا مشخص ندارند و میان چندین اتم پخش شده‌اند، به همدیگر مقید هستند. بنابراین الکترونهایی که قیدشان در ضعیفترین حد است (الکترون ظرفیت) می‌توانند در سراسر فلز حرکت کنند. این الکترونهای متحرک که الکترون رسانش نامیده می‌شود در خواص الکترونی و انتقال گرما در فلزها دخالت دارد.



مدل گاز آزاد فرمی: برای فلزهای ساده مانند (pb , TI , In , GA , Al , Ba , Sr, Ca , Mg , Be , Rb , Cs , Ka , Na , Li) سهم الکترون رسانش در رسانندگی گازی از فرمیونها بدون برهمکنش و با چشم پوشی از انرژی پتانسیل ناشی از بخش مرکزی یونها ، می‌توان محاسبه کرد. در این مدل ، انرژی مجاز الکترونهای رسانشی پیوسته‌اند و در انرژی فرمی εf با یک سطح کروی فردی روبرو هستیم.


خواص الکترونی: وقتی یک میدان الکتریکی خارجی به فلز اعمال می‌شود الکترونهای رسانش شروع به شتاب گرفتن می‌کنند. اما برخورد این الکترونها با ناخالصیها به فوتونها ، ناکاملیهای شبکه ، حرکتشان را کند می‌کند، این فرآیند منجر به حالتی مانا می‌شوند که در آن سرعت سوق برای الکترون رسانش عبارت است از: v = -eET/m

که در آن e بار الکترون ، E میدان الکتریکی ، T زمان میانگین بین برخورد (یا زمان واهلش) و m جرم الکترون است.



سرعت سوق الکترون: میانگین سرعتی که با آن الکترونها یا یونها ، بر اثر میدان الکتریکی در ماده‌ای رسانا یا نیم رسانا جابجا می‌شوند. نیم رساناهای خالص و آلاییده دارای حاملهای (الکترونها و حفره‌های رسانش) آزادی هستند که تحت تأثیر میدان الکتریکی ممکن است در داخل جسم جابجا شوند. تعداد الکترونها و حفره‌ها به جنس نیم رسانا و میزان و نوع آلایش و دمای آن بستگی دارد. اما در هر نیم رسانای قابل استفاده این تعداد معمولا بین 1022 تا 1026 الکترون یا حفره در هر متر مکعب است. در غیاب میدان الکتریکی این حاملها در جهت کاتوره‌ای در جسم حرکت می‌کنند و بنابراین جریان الکتریکی خالص بوجود نمی‌آورند.


هر گاه میدان الکتریکی برقرار شود، بر حاملها نیروی الکتریکی وارد می‌شود و در جهت نیرو به آنها شتاب داده می‌شود، که این امر به ایجاد جریان الکتریکی می‌انجامد. اما حاملها با اتمها و نقص بلور ، مانند ناخالصیها و دررفتگیها نیز برهمکنش و برخورد نیز دارند و این برخوردها سبب میشوند سرعت الکترون کاتوره‌ای شود. به این ترتیب الکترونها و حفره‌ها در جهت نیروی الکتریکی دارای سرعت متوسطی هستند. و این سرعت متوسط یا سرعت سوق با توازن بین نیروی الکتریکی در زمان T فاصله زمانی میانگین بین برخوردها مشخص می‌شود.


سرعت برخورد برابر است با Vp = eTE/m که در آن ، E میدان الکتریکی اعمال شده بر حسب ولتمتر را ، e بار الکترون و *m جرم مؤثر حامل است.

اسپین الکترون

اسپین یکی از ویژگیهای درونی ذرات است. اسپین خاصیتی است که به غیر صفر بودن تکانه زاویه‌ای ذره ساکن مربوط می‌شود، اینکه الکترونها دارای اسپین هستند از اهمیت خاصی برخوردار است. اسپین الکترون در شیمی و در جنبه‌هایی از رفتار ماده معمولی ، بویژه در پدیده‌های مغناطیسی نقش اساسی ایفا می‌کند. الکترون حامل اسپین 2/1 هسته و این بدان معنی است که برای الکترون ساکن اندازه گیری تکانه زاویهای نسبت به یک محور مفروض به یکی از دو نتیجه ممکن ħ/2 ± می‌انجامد ħ = h/2π ثابت کاهیده پلانک است.


اسپین الکترون دو پیامد نیزدیکی دارد: یکی اینکه الکترونها را به صورت آهنربایی میکروسکوپیکی در می‌آورد، که هم میدان مغناطیسی تولید می‌کنند و هم در برابر میدان مغناطیسی واکنش نشان می‌دهند. دیگر اینکه یک درجه آزادی داخلی نمی‌توانند حالت کوانتمی یکسان داشته باشند و این خاصیتی است به فرمیون بودن الکترونها مربوط می‌شود. 

پراش الکترون

فیزیک کلاسیک ، الکترونها را ذراتی در نظر می‌گیرد با جرم و بار معین ، برهمکنش الکترون با میدانهای الکتریکی و مغناطیسی را می‌توان بر حسب حرکت ذره توضیح داد. آزمایشهای اولیه با لامپ پرتوی کاتودی که باریکه الکترون را فراهم می‌آورد، نشان داد که اجسام کوچکی که در لامپ قرار داده شوند روی پرده فسفری سایه واضح می‌اندازند. این آزمایش با تصویر کلاسیکی الکترون به صورت ذره کاملا سازگار است.


طول موج دوبروی الکترونی با انرژی 10000v یعنی الکترونی که با پتانسیل 1000v شتاب گرفته باشد، برابر 4X10<-11 متر است. چون این مقدار بسیار کوچکتر از اندازه جسم است، اثر پراش بسیار کوچکتر از آن است که دیده شود. بلافاصله بعد از اینکه دوبروی اظهار نظر کرد که ماده باید خواص موجی از خود نشان دهد، والتر الساسر اعلام کرد که پراش الکترونها باید در سطح بلور قابل مشاهده باشد. 

برف

زمانی که تراکم در هوای در حال صعود ، که درجه حرارت آن زیر نقطه انجماد است بوقوع پیوندد، بلورهای یخ شش پری تشکیل می‌گردد که ممکن است بصورت اشکال منفرد یا چسبیده تشکیل دانه‌های برف یا انواع مختلف و متغیری را بدهند. در نتیجه پیوند بلورهای شش پر ، اشکال زیبای برف به انواع خیلی زیاد به ظهور می‌رسد.

مقدمه

برف‌، از پدیده‌های‌ جوی‌ که‌ اغلب‌ طبیعى‌دانان‌ قدیم‌، در چگونگى‌ پیدایش‌ آن‌ سخنانى‌ گفته‌اند. در این‌ مقاله‌ نخست‌ آراء یونانیان‌، با تکیه‌ بر الاثار العلویه‌ ، نوشتهارسطو و رساله‌ای‌ به‌ همین‌ نام‌ از تئوفراستوس‌ و نیز الاراء الطبیعیه‌ منسوب‌ به‌ پلوتارک‌ که‌ امروزه‌ آن‌ را از آئتیوس‌ آمدی‌ مى‌دانند، نقل‌ و سپس‌ تأثیر آنها بر نظرات‌ دانشمندان‌ مسلمان‌ بررسى‌ شده‌ است‌. آناکسیمنس‌ گمان‌ داشت‌ که‌ هرگاه‌ باران‌ یخ‌ بزند، برف‌ پدید مى‌آید و اگر در این‌ هنگام‌ با آب‌ و هوا آمیخته‌ شود، تگرگ‌ تولید مى‌شود. در ضمن نظریه‌ای‌ که‌ به‌ فیثاغورس‌ و پیروان‌ او منسوب‌ شده ‌، آمده‌ است‌ که‌ هوای‌ پدید آورنده برف‌ و باران‌ سردتر از هوای‌ پدید آورنده تگرگ‌ است‌، در حالى‌ که‌ محل‌ پدید آمدن‌ آنها گرم‌تر از محل‌ تولد تگرگ‌ است.‌ به‌ گفته ابن‌ رشد ، اسکندر افرودیسى‌ این‌ مطالب‌ را از الاثار العلویه ارسطو نقل‌ کرده‌، ولى‌ ارسطو در این‌ کتاب‌ چنین‌ مطلبى‌ را از آنها یاد نکرده‌ است‌. ارسطو خود ، بارش‌ باران ‌، برف‌ و تگرگ‌ را پى‌آمد سرد شدن‌ ابر مى‌دانست‌. 



تصویر

نظریات ارسطو

به‌ نظر ارسطو برف‌ و شبنم‌ یخ‌زده‌ دارای‌ علتى‌ مشابهند؛ تنها تفاوت‌ میان‌ آنها در درجه‌ و مقدار ماده (تفاوت‌ کمّى‌) است‌، زیرا برف‌ بر اثر یخ‌ زدن‌ ابر (بخار بسیار) و شبنم‌ یخ‌ زده‌ بر اثر یخ‌ زدن‌ بخار (اندک‌ گرد آمده‌ در یک‌ روز) ، یعنى‌ شبنم تولید مى‌شود. از این‌رو ، برف‌ نشانه سرزمین‌ یا فصل‌ سرد است‌. همین‌ رابطه‌ میان‌ باران‌ و شبنم‌ برقرار است‌، زیرا ابرها تا زمانى‌ که‌ گرمای‌ خیزاننده بخارات‌ از آنها بیرون‌ نرفته‌ باشد، و پیش‌ از غلبه سرما بر آنها یخ‌ نمى‌زنند. ابن‌ به طریق‌ کم‌ و بیش‌ مفهوم‌ کلى‌ سخن‌ ارسطو را رسانده‌ است‌؛ اما چند خطا و کاستى‌ و فزونى‌ ، از جمله‌ نکاتى‌ درباره نرمى‌ دانه‌های‌ ابر و سختى‌ دانه‌های‌ شبنم‌ِ یخ ‌زده‌ ، در ترجمه‌ دیده‌ مى‌شود. ابن‌ رشد نیز کم‌ و بیش‌ از ابن‌ بطریق‌ پیروی‌ کرده‌ است‌.

ارسطو همچنین‌ آورده‌ است‌ که‌ عموماً بارشهای‌ شدید تگرگ‌ در نواحى‌ معتدل‌تر و بارشهای‌ شدید برف‌ در نواحى‌ سردتر رخ‌ مى‌دهد. تئوفراستوس‌ شاگرد ارسطو مى‌پنداشت‌ که‌ اگر ابر ، پیش‌ از آنکه‌ بر اثر سرما به‌ آب‌ تبدیل‌ شود (منعقد شود)، یا پیش‌ از گرد آمدن‌ قطرات‌ آب‌ و پیوستن‌ آنها به‌ یکدیگر و در حالى‌ که‌ هوا میان‌ قطرات‌ بسیار ریز آب‌ فاصله‌ انداخته ‌، یخ‌ بزند، آنگاه‌ برف‌ تشکیل‌ خواهد شد؛ زیرا درون‌ برف‌ هوای‌ بسیاری‌ به‌ دام‌ افتاده‌ است‌. چون‌ برف‌ بسیار نرم‌ است‌ و اگر با دست‌ فشرده‌ شود، حجمش‌ کم‌ مى‌شود و اگر آن‌ را به‌ آب‌ تبدیل‌ کنیم‌، از مقدار بسیاری‌ برف‌ ، تنها مقداری‌ اندک‌ آب‌ حاصل‌ مى‌شود؛ علت‌ سفیدی‌ برف‌ نیز بسیاری‌ هوا در آن‌ است‌، زیرا همه اجسامى‌ که‌ هوای‌ بسیار در آنها به‌ دام‌ افتاده‌ است‌، سفیدند، مانند کف‌ و مخلوط هم‌زده روغن‌ و آب‌. علت‌ سفیدی‌ شبنم‌ یخ‌ زده‌ نیز همین‌ است‌، زیرا همان‌ چیزی‌ که‌ در بخش‌ بالایى‌ سپهر موجب‌ پدید آمدن‌ برف‌ مى‌شود، در پایین‌ موجب‌ پدید آمدن‌ شبنم‌ یخ ‌زده‌ مى‌گردد. 




در کتاب‌ سر الخلیقه و صنعة الطبیعه ‌، منسوب‌ به‌ آپولونیوس‌ تیانایى‌ نظر مؤلف‌ درباره برف‌ چنین‌ آمده‌ است‌: هرگاه‌ بخار از پایین‌ زمین‌ به‌ بالا برسد و سرما بر آن‌ چیره‌ گردد و گرمایى‌ که‌ آن‌ را بدان‌ بالا رسانده‌ است‌، از آن‌ بگریزد، اگر بادها آن‌ بخارات‌ را نپراکند و بفشارد، به‌ صورت‌ آب‌ بسوی‌ زمین‌ باز مى‌گردد؛ اما به‌ سبب‌ بیرون‌ رفتن‌ گرما از آن‌ سنگین‌ مى‌شود و باز به‌ صورت‌ بخاری‌ انبوه‌ در مى‌آید که‌ برخى‌ اجزاء آن‌ به‌ برخى‌ دیگر مى‌پیوندد و اگر سرمای‌ هوا بر این‌ بخار بسیار گردد، آن‌ بخار را در حالى‌ که‌ بسوی‌ پایین‌ روان‌ است‌، جامد مى‌کند و این‌ بخار جامد همان‌ برف‌ است‌.

لمپیدروس‌ نیز در تفسیر الاثار العلویه ارسطو درباره برف‌ چنین‌ گفته‌ است‌: علت‌ پدید آمدن‌ برف ‌، همان‌ علت‌ پیدایش‌ باران‌ است‌. فرق‌ میان‌ برف‌ و باران‌ آن‌ است‌ که‌ باران‌ بر اثر استحاله بخار به‌ آب‌ به‌ سبب‌ سرمایى‌ اندک‌ پدید مى‌آید؛ در حالى‌ که‌ برف‌ بر اثر انجماد بخار پیش‌ از تبدیل‌ شدن‌ به‌ آب ‌، پدید مى‌آید که‌ ناشى‌ از سرمای‌ بسیار است‌؛ و اگر بخار جامد شود، سنگین‌ مى‌شود و چون‌ سنگین‌ شد، به‌ سوی‌ پایین‌ مى‌رود. نقش‌ شدت‌ سرما در پدید آمدن‌ یکى‌ از این‌ دو پدیده‌ از آنجا معلوم‌ مى‌شود که‌ باران‌ در جاهای‌ سرد که‌ سرمای‌ آن‌ شدید نیست‌، مى‌بارد. در این‌ مواضع‌ برف‌ یا بسیار اندک‌ مى‌بارد، یا اصلاً نمى‌بارد؛ اما برف‌ مختص‌ مواضع‌ بسیار سرد است‌. وی‌ همچنین‌ بر آن‌ بود که‌ غالباً برف‌ در جاهای‌ بسیار سرد ، ولى‌ تگرگ‌ در مناطقى‌ که‌ هوای‌ غالباً صاف‌ دارد، مى‌بارد. 

آراء طبیعى‌دانان‌ مسلمان‌

ابن‌ ربن‌ مى‌پنداشت‌ که‌ اگر بخارِ ترِ گرد آمده‌ در هوا (هنگام‌ فرآیند بارش‌ باران‌) با هوایى‌ سخت‌ سرد برخورد کند، این‌ باران‌ برف‌ خواهد شد. کندی‌ نخست‌ علت‌ بارش‌ باران ‌، برف‌ و تگرگ‌ را انبوه‌ شدن‌ بخارات‌ موجود در جو (نزد او معمولاً همان‌ هوا) بر اثر «اسباب‌ علوی‌ و سفلى‌» خوانده و سپس‌ درباره برف‌ چنین‌ گفته‌ است‌: «هرگاه‌ سرمای‌ جوی‌ که‌ از هوای‌ میان‌ زمین‌ و ابر باران‌زا بالاتر (بالای‌ ابر) است‌، بسیار شود، و باران‌ ابر را به‌ شدت‌ فرو چکاند، آنگاه‌ جو سرد (هوای‌ زیر ابر) را در تبدیل‌ آن‌ (ابر یا قطرات‌ باران‌؟) به‌ برف‌ یاری‌ مى‌دهد و پیش‌ از آنکه‌ قطرات‌ از جو سرد بگذرند، سرما آنها را جامد مى‌کند و به‌ سان‌ قطراتى‌ فرو مى‌نشینند. اندازه این‌ ذرات‌ جامد متناسب‌ اندازه قطرات‌ است‌، هنگامى‌ که‌ هوای‌ نزدیک‌ سطح‌ زمین‌ گرم‌ است‌، اگر دانه‌های‌ جامد بزرگ‌ باشند، مى‌توانند پیش‌ از آب‌ شدن‌ از این‌ ناحیه‌ عبور کنند و به‌ صورت‌ برف‌ به‌ زمین‌ برسند؛ و اگر برای‌ این‌ کار ضعیف‌ باشند، پیش‌ از آنکه‌ به‌ زمین‌ برسند، ذوب‌ مى‌گردند و باران‌ مى‌شوند... .»

حنین‌ بن‌ اسحاق‌ در گزیده‌ای‌ که‌ از الاثار العلویه ارسطو فراهم‌ کرده‌ ، در این‌ باره‌ آورده‌ است‌: اگر سرمایى‌ شدید بر بخاری‌ اندک‌ هجوم‌ آورد، آن‌ بخار را به‌ شبنم‌ یخ‌زده‌ (جلید) تبدیل‌ مى‌کند و اگر بخار برخاسته‌ بسیار و سرمایى‌ که‌ بر آن‌ مى‌زند، بسیار شدید باشد، آن‌ بخار به‌ برف‌ بدل‌ مى‌گردد. پس‌ فرق‌ میان‌ شبنم‌ یخ ‌زده‌ و برف‌ دو خصلت‌ است‌: یکى‌ بسیاری‌ یا کمى‌ بخار ، همانگونه‌ که‌ تفاوت‌ میان‌ باران‌ و شبنم‌ نیز همین‌ است‌؛ تفاوت‌ دیگر آنکه‌ شبنم‌ یخ‌ زده‌ از بخار یخ‌ زده‌ در هوا و نه‌ در ابر پدید مى‌آید؛ در حالى‌ که‌ برف‌ از ابری‌ که‌ در هوا یخ‌ مى‌زند، تولید مى‌شود. مقدسى‌ تنها بخش‌ نخست‌ سخن‌ حنین‌ درباره برف‌ و شبنم‌ یخ ‌زده‌ را تکرار کرده‌ ، اما حسن‌ بن‌ بهلول‌ علاوه‌ بر تکرار همین‌ بخش ‌، به‌ آراء تئوفراستوس‌ درباره برف‌ و شبنم‌ یخ ‌زده‌ نیز اشاره‌ کرده‌ است‌ (ص‌ 291، 315-317؛ قس‌: حنین ‌، همانجا؛ تئوفراستوس‌ ، 139-142).

اخوان‌الصفا بر آن‌ بودند که‌ اگر سرما مفرط باشد، قطرات‌ ریز در ابر باران‌زا یخ‌ مى‌زند و از این‌ فرآیند جَلید و برف‌ پدید مى‌آید (گویا اخوان‌الصفا بر خلاف‌ دیگر مؤلفان‌ عربى‌ نویس‌ ، جلید را مترادف‌ ثَلْج‌ (برف‌) و نه‌ مترادف‌ صَقیع‌ (شبنم‌ یخ‌زده‌) به‌ کار برده‌اند)؛ زیرا سرما اجزاء آبى‌ را جامد مى‌کند و آنها را با اجزاء هوایى‌ مى‌آمیزد، پس‌ به‌ نرمى‌ پایین‌ مى‌آید و از این‌رو ، برخلاف‌ تگرگ‌ (بَرَد) و باران‌ فرود برف‌ سریع‌ نیست‌ ( رسائل‌...، 2/74؛ نیز نک: قزوینى‌، 87). 




ابن‌ سینا آورده‌ است‌ که‌ اگر قطرات‌ خرد آب‌ پیش‌ از فشرده‌ شدن‌ و تبدیل‌ به‌ قطرات‌ درشت‌ آب ‌، یخ‌ بزند، دانه‌هایى‌ ایجاد مى‌کند که‌ همان‌ برف‌ است‌. وی‌ همچنین‌ بر آن‌ بود که‌ سرمای‌ شدید زمستان‌ اجازه‌ نمى‌دهد که‌ ابر باران‌زا به‌ آب‌ و سپس‌ به‌ تگرگ‌ تبدیل‌ گردد، بلکه‌ مستقیماً به‌ برف‌ تبدیل‌ خواهد شد ( الشفاء، 36-37، نیز نک: دانشنامه‌...، 67، النجاة، 310). او نیز به‌ پیروی‌ از ارسطو بر آن‌ بود که‌ نسبت‌ باران‌ به‌ برف‌ مانند نسبت‌ شبنم‌ به‌ شبنم‌ یخ‌ زده‌ است‌ و باد در ایجاد برف‌ و شبنم‌ یخ‌زده‌ مؤثر است‌ ( الشفاء، 38). و ... . 

شگفتیهای برف

همه ما می‌دانیم که ، برف در حقیقت چیزی جز آب یخ زده نیست. اما ، پس چرا از نظر ظاهری ، با یخ تفاوتهای بسیاری دارد؟! در حقیقت در هر دانه برف ، تعداد زیادی بلور یا کریستال یخ وجود دارد و انعکاس نور از تمام رویه‌های این بلورها ، باعث می‌گردد که ، دانه برف سفید رنگ دیده شود. برف هنگامی که بخار آب در جو منجمد می‌شود، تشکیل و سپس باریدن می‌گیرد. بلورهای ریز برف روشن و شفاف‌اند. زیرا در هوا جریانهای گوناگون به حرکت در می‌آیند. هنگامی که این شرایط پدید می‌آید، بلورهای برف در اطراف هسته‌ای جمع می‌شوند. هنگامی که این گروه متشکل از بلورهای برف ، به اندازه کافی بزرگ شدند، شناور گردیده و به سمت پایین حرکت می‌کنند. برخی از این بلورها مسطح ، برخی دیگر سوزنی و یا گرد هستند. اما ، صرفنظر از شکل آنها ، بلورهای برف همواره شش پهلو ، یا زاویه دارند. جالب آنکه شاخه‌های هر دانه برف به تنهایی شبیه هم هستند، اما در هر حالت ، طرز قرار گرفتن شاخه‌ها متفاوت است.

بنابراین حتی دو دانه برف را نمی‌توانید پیدا کنید که مشابه همدیگر باشند. نکته جالب دیگر آن که برف فقط به رنگ سفید نمی‌بارد! در خیلی از نقاط جهان برف قرمز ، سبز و حتی آبی و سیاه رنگ نیز مشاهده شده است. علت این حالت و رنگهای متفاوت ، وجود گرد و غبار ، آلاینده‌های طبیعی یا صنعتی و حتی وجود قارچهای ریز شناور در هواست، که هنگام ریزش برف جمع شده و مخلوط با آن فرو می‌ریزند. چون برف محتوی مقدار زیادی هواست، هادی ضعیفی برای گرما به شمار می‌رود، و این از جمله شگفتیهای بی نظیر برف به شمار می‌رود. در حقیقت به همین علت است که پوششی از برف ، می‌تواند، سبزیهای در حال خواب مزارع را محافظت کند و یا از درختان ، در مقابل سرمای بیش از حد نگهداری کند و اسکیموها را در کلبه‌های برفی امان دهد، در حقیقت برف بزرگترین پشتوانه ، بر زندگی بشر ، در زمینه آبیاری و کشاورزی است.

اما این حقیقت را نیز نباید از نظر دور داشت که ، در روزهای برفی چشمان ما ، ممکن است به شدت آسیب ببینند، و یا بارش برف می‌تواند باعث مسدود شدن راهها ، ایجاد سیلابها و بهمنها و بسیاری مسائل دیگر باشد. همه ساله تعداد زیادی از جانداران و حتی انسانها ، بخاطر سرمای شدید و بارش برف ، جان خود را از دست می‌دهند. خودروها دچار تصادف می‌شوند و خانه‌هایی نیز ویران می‌گردند. البته تمامی این مشکلات ، معمولا به دلیل عدم استفاده صحیح انسانها ، از هوش خرد است. زیرا به نظر می‌رسد که چرخه طبیعت روش خود را برای چرخه آب در میان آسمان و زمین به صورت متعادل دارد، پس این انسانها هستند که باید با پیشگیریهای لازم و محافظت از منابع طبیعی ، همه چیز را در حالت متعادل نگاه دارند! 

اسلیت (Sleet)

اگر قطرات در حال ریزش از ابرها با لایه هوایی که دارای دمای زیر نقطه انجماد است برخورد کند، اغلب به صورت باران یخ زده یا مخلوطی از آب و برف در می‌آید. این امر حکایت از وارونگی حرارت در لایه‌ای از هوا دارد، هر چند که میزان آن اندک باشد. در انگلستان به مخلوطی از برف و باران و یا برف تا حدود ذوب شده (اسلیت) می‌گویند. 

تگرگ (Hail)

تگرگ حاصل حرکات قائم شدید، قطرات باران است که در طوفانهای رعد و برق مشاهده می‌گردد. در چنین حالاتی ، قطرات آب درون یک توده هوا در نتیجه حرکات قائم سریع به سطح زیر نقطه انجماد رسیده و به سرعت منجمد شده و با انباشتگی از برف و آب در سطوح مختلف رشد می‌کنند. این چنین حرکات قائم سریع ، به ویژه در ابرهای از نوع کومولونیمبوس بوجود می‌آید که درای سرعت دوازده تا سی متر در ثانیه می‌باشند، بعضاً تگرگ دارای اندازه‌ای در حدود پنج و نیم میلی‌متر و شکلی شبیه به برف را داشته و متشکل از دانه‌های گرد و تیره است و گاهی نیز تگرگ بصورت دانه‌هایی با قطر پنج تا پنجاه میلی‌متر و یا بصورت پارچه‌ای از یخ فرو می‌ریزد. 

واکنش خنثی شدن

دید کلی

تیتراسیونهای خنثی‌شدن بطور گسترده در تعیین غلظت آنالیتهایی کاربرد دارند که یا اسید و یا باز هستند، یا با استفاده از روشهای مناسب به چنین گونه‌هایی تبدیل می‌شوند. آب ، حلال معمول برای تیتراسیون خنثی‌شدن است، زیرا بسادگی در دسترس و ارزان و غیرسمی است. پایین بودن ضریب انبساط دمایی آن یک خاصیت اضافی دیگر است.

ولی بعضی از آنالیتها در محیط آبی قابل تیتر کردن نیستند، زیرا 
انحلال‌پذیری آنها بسیار پایین است، یا چون قدرتهای اسیدی یا بازی آن چندان زیاد نیست که نقاط پایان رضایت بخشی را فراهم کنند. غلظت چنین موادی را اغلب می‌توان با تیتر کردن آنها در حلال دیگر به غیر از آب تعیین کرد. 

تصویر

نظریه تیتراسیونهای خنثی‌کردن

محلولهای استاندارد اسیدها و بازهای قوی را بطور گسترده‌ای برای تعیین آنالیتهایی بکار می‌برند که خود اسید یا بازند یا می‌توانند با اعمال شیمیایی به چنین گونه‌هایی تبدیل شوند. 

واکنشگرها برای واکنشهای خنثی‌شدن

محلولهای استاندارد برای تیتراسیونهای خنثی شدن همواره از اسیدها یا بازهای قوی تهیه می‌شوند، زیرا این نوع واکنشگرها تیزترین نقطه پایانی را ارائه می‌کنند. 

محلولهای استاندارد

محلولهای استاندارد بکار گرفته شده در تیتراسیونهای خنثی شده ، اسیدهای قوی یا بازهای قوی هستند. زیرا این اجسام در مقایسه با اسیدهای ضعیف و بازهای ضعیف بطور کاملتر با آنالیت واکنش می‌دهند. اسیدهای استاندارد از اسید هیدرو کلرویک ، اسید پرکلریک و اسید سولفوریک تهیه می‌شوند. اسید نیتریک بندرت بکار برده می‌شود، زیرا خاصیت آن بعنوان یک اکسنده ، عامل بالقوه‌ای برای واکنشهای جانبی ناخواسته است.

باید بخاطر داشت که محلولهای گرم و غلیظ اسید سولفوریک و اسید پرکلریک نیز عوامل اکسنده مستعدی هستند و بنابراین پرخطرند.

بنابرین ، خوشبختانه ، محلولهای رقیق این واکنشگرها نسبتا بی‌خطرند و می‌توانند بدون احتیاطهای خاص بجز محافظت چشم ، در آزمایشهای شیمی 
تجزیه‌ایبکار برده شوند. محلولهای استاندارد بازی معمولا از هیدروکسید سدیم ، هیدروکسید پتاسیم و گهگاه از هیدروکسید باریم تهیه می‌شوند. مجددا ، هنگام کار با این واکنشگرها و محلولهای آنها باید همیشه چشمها محافظت شوند. 

نظریه رفتار شناساگر

بسیاری از اجسام طبیعی و سنتزی ، رنگهایی از خود نشان می‌دهند که به PH محلولی که این اجسام در آن حل شده‌اند، بستگی دارند. برخی از این اجسام که طی قرنها برای نشان دادن خاصیت قلیایی یا اسیدی آب بکار برده شده‌اند، در سالهای اخیر بعنوان شناساگر اسید و باز بکار گرفته می‌شوند. بطور کلی ، شناساگرهای اسید و باز ، اسیدها و بازهای ضعیف آلی هستند که بسته به تفکیک یا تجمع ، متحمل تغییرات ساختاری درونی می‌شوند که به تغییر در رنگ منجر می‌شود. 

کاربردهای نوعی تیتراسیونهای خنثی‌شدن

تیتراسیونهای خنثی‌شدن در اندازه گیری آن دسته از گونه‌های بی‌شمار معدنی ، آلی و زیستی که خواص اسیدی یا بازی ذاتی دارند بکار برده می‌شوند. ولی کاربردهای بسیاری به همان اندازه اهمیت وجود دارند که در آنها ترکیب مورد تجزیه با یک واکنشگر مناسب به یک اسید یا باز تبدیل و سپس با یک باز یا اسید قوی استاندارد تیتر می‌شود.

دو نوع عمده از نقاط پایانی بطور گسترده در تیتراسیونهای خنثی‌شدن بکار برده می‌شود. نوع اول یک 
نقطه پایانی بصری است و بر پایه تغییر رنگ شناساگر قرار دارد. نوع دوم یک نقطه پایانی پتانسیومتری است که در آن پتانسیل یک سیستم الکترود شیشه - کامومل با یک وسیله اندازه گیری ولتاژ تعیین می‌شود. پتانسیل اندازه گیری شده مستقیما متناسب با PH است. 

تصویر

تجزیه عنصری

تعدادی از عناصر مهم را که در سیستمهای آلی و زیستی دخالت می‌کنند، می‌توان به سهولت با روشهایی که در مرحله پایانی به یک تیتراسیون اسید و باز ختم می‌شوند، اندازه گیری کرد. عموما عناصری که قابلیت این نوع تجزیه را دارند، غیر فلزند و شامل کربن ، نیتروژن ، گوگرد ، کلر ، برم ، فلوئور و چند گونه نامتداول دیگرند. در هر مورد ، عنصر به یک اسید یا باز معدنی تبدیل و متعاقبا تیتر می شود.

بعنوان مثال ، نیتروژن در بسیاری از مواد با اهمیت در پژوهش ، صنعت ، کشاورزی یافت می‌شود. مثلا نیتروژن در 
اسیدهای آمینه ، پروتئینها ، داروهای سنتزی ،کودهای شیمیایی ، مواد منفجره ، خاک ، آبهای آشامیدنی و رنگها وجود دارد. پس روشهای تجزیه‌ای برای تعیین نیتروژن بویژه در مواد آلی از اهمیت بسیاری برخوردارند. 

اندازه گیری مواد معدنی

تعداد زیادی از گونه‌های معدنی را می‌توان توسط تیتراسیون با اسیدها یا بازهای قوی اندازه گیری کرد. بعنوان مثال ، نمکهای آمونیوم را می‌توان بسادگی با تبدیل به آمونیاک توسط باز قوی و سپس تقطیر در دستگاه کلدال اندازه گیری کرد. آمونیاک طبق روش کلدال جمع آوری و تیتر می‌شود. روشی را که برای نمکهای آمونیوم بیان شد، می‌توان برای اندازه گیری نیترات و نیتریت معدنی تعمیم داد. 

تعیین گروههای عاملی آلی

تیتراسیونهای خنثی‌شدن برای سنجش مستقیم و غیر مستقیم انواع گروههای عاملی آلی روشهای ساده‌ای را فراهم می‌کنند. 

کاربرد واکنشهای خنثی شدن در محیط غیر آبی

دو نوع از ترکیباتی را که در محیط آبی قابل تیتر کردن نیستند، می‌توان با تیتراسیون خنثی‌شدن در حلالهای غیر آبی مناسب اندازه گیری کرد. دسته اول ، اسیدها و بازهای آلی با وزن مولکولی زیادند که انحلال‌پذیری محدودی در آب دارند. نوع دوم ترکیبات معدنی یا آلی هستند که از نظر اسید و باز آنقدر ضعیف هستند ( یا  کوچکتر از ) که نقاط پایانی رضایتبخشی در محیط آبی ارائه نمی‌دهند.

مثالهایی از این دسته عبارتند از آمینهای آروماتیک ، 
فنلها و نمکهای مختلفی از اسیدهای معدنی و کربوکسیلیک. اغلب ترکیباتی که نقاط پایانی رضایت بخشی در آب ندارند، در حلالهایی که خاصیت اسیدی یا بازی آنها را افزایش می‌دهند نقاط پایانی تیزی را ارائه می‌دهند.

هر چند تیتراسیونهای غیر آبی ، اندازه گیری گونه‌ای را که در آب قابل تیتراسیون نیست، امکان پذیر می‌سازند، معایب چندی نیز در استفاده از آنها وجود دارد. معمولا حلالها ، گران و اغلب فرار و سمی‌اند. همچنین اکثر آنها ضرایب انبساط کاملا بزرگی دارند و کنترل بیشتری 
دمای واکنشگر برای جلوگیری از بروز خطاهای نامعین در اندازه گیری حجم لازم است. 

حوادث مهم در تاریخ انرژی هسته‌ای


img/daneshnameh_up/6/65/Windscale.jpg

ویندکیل (Windscale) ، کامبرلند انگلستان ، هشتم اکتبر 1957

این محل منطقه‌ای است در ساحل دریای ایرلند واقع در هفتاد کیلومتری منچستر و 400 کیلومتری لندن که امروزه سلافیلد (Sellafield) خوانده می‌شود. در نزدیکی یک کارخانه غنی سازی ، یک رآکتور متوسط گرافیکی (مشابه با نیروگاه چرنوبیل) کار می‌کند که پلوتونیوم لازم برای نیروی ضربتی انگلستان را تأمین می‌کند. در پی یک بی احتیاطی کوچک ، لوله سوخت و گرافیت آتش می‌گیرد. برای خاموش کردن آتش از آب استفاده نمی‌شود، چون ممکن است باعث انفجار شده و همه چیز به هوا پرت شود. از گاز کربنیک استفاده می‌شود، ولی بی فایده است و روز جمعه یازدهم اکتبر تصمیم گرفته می‌شود برای خاموش کردن آتش ، آرام آرام روی نیروگاه آب ریخته شود و به این ترتیب پس از چهل و دو ساعت ، سرانجام آتش خاموش می‌شود. 

بروانزفری (ایالت آلاباما) ، بیست و پنج مارس 1975

خاطره این حادثه نه به سبب پیامدهایش که صرفا مادی بود، بلکه به دلیل سادگی در شروعش ، در تاریخ نیروی هسته‌ای زنده مانده است. بازرسی نیروگاه برای امتحان وجود نشتی هوا در تونل کابلهای کنترل واحد شماره 3 نیروگاه براونز فری که در دست ساختمان بود، از همان روش قدیمی معمول در کارخانه‌های قدیمی استفاده کرد. بدین معنی که تصمیم گرفت از شعله شمع استفاده کند. به محض نزدیک شدن شعله به روزنه ، ناگهان قسمت مجزا شده پلی اوره تان که کابلها از درون آن عبور می‌کنند، آتش گرفت و به سرعت به اتاق کنترل مشترک سه واحد سرایت کرد. واحدهای یک و دوی نیروگاه (از نوع راکتور آب جوش و هر یک با قدرت هزار مگاوات) در حال کار بودند.

به رغم بکار گیری کلیه سیستمهای ضد آتش خودکار و شرکت تعدادی زیادی آتش نشان ، آتش سوزی هفت ساعت مداوم ادامه یافت. سیستم خنک کننده اضطراری واحد شماره یک براونز فری و سیستمهای فرمان الکترونیک از راه دور از کار افتادند. برای جلوگیری از فاجعه تصمیم گرفته شد که با پمپ هیدرولیک دسته‌های کنترل ، تنها پمپی که هنوز کار می‌کرد، آب به سیستم خنک کننده تزریق شود. خوشبختانه این کار مثمر ثمر بود و قلب نیروگاه با کاهش پرتوزایی سرد شد. 

img/daneshnameh_up/7/7a/dismantling_windscale.gif

تری مایل آیلند (پنسلوانیا) ، بیست و هشتم مارس 1979

حادثه تری مایل آیلند تا پیش از وقوع فاجعه چرنوبیل ، مشهورترین حادثه در تاریخ نیروی هسته‌ای به شمار می‌رفت. این ماجرا موجب جابجا شدن دو هزار سکنه اطراف نیروگاه و بر کناری فوری ریاست جمهوری شد و موضوعی شد که هفته‌ها رسانه‌های گروهی غرب از آن با آب و تاب صحبت می‌کردند. نیروگاه مورد بحث از نوع رآکتور آب تحت فشار با قدرت 900 مگاواتی است که از یک سال پیش وارد خط شده بود. در ساعت چهار صبح ، مدار اولیه آب خالی شد، یعنی دو شیر تغذیه یکی پس از دیگری شکست. چون چراغهای هشدار دهنده در پشت صفحه سرویس پنهان شده بود، مسؤلان هشت ساعت بعد متوجه شدند. توربین خود به خود از حرکت باز ایستاد و دما و فشار در درون قلب نیروگاه شروع به بالا رفتن کردند. چند ثانیه بعد شیر فشار شکن ، برای آزد کردن فشار اضافی باز شد. هنوز شش ثانیه وقت لازم بود که دسته‌های کنترل پایین بیافتند تا راکتور از حرکت باز ایستد. تا این لحظه‌ها همه چیز عادی بود. اما بد اقبالی هنگامی شروع شد که شیر فشار شکن ، پس از آزاد کردن فشار اضافی ، بسته نشد، بطوری که آب توانست همچنان روی حفاظ راکتور بریزد.

بنابراین همان وضعیت از دست رفتن سرمایش به وقوع پیوست و طبیعتا سیستم سرمایش اضطراری به کار افتاد و ... ساعت شش صبح رئیس قسمت ، گیج و مبهوت سر رسید و سریعا شیر فشار شکن را بست. اگر وی اینکار را نمی‌کرد، 
قلب راکتور به تدریج ذوب می‌شد و فاجعه واقعی رخ می‌داد. با این وصف اوضاع آنقدرها هم تحت کنترل قرار نگرفت. اولا قفل خودکار حفاظ راکتور کار نمی‌کرد. در نیروگاه از قبل خبر داشتند که مخزن تخلیه آب بندی نیست، با وجود این تعمیر آن را به بعدا مولکول کرده بودند. گازهای گزنون و کریپتون از گازهای نادر پرتوزا با عمر کوتاه مدتهای مدید و بدون شک از ساعت پنج صبح وارد هوای آزاد شده بودند و این در حالی است که برنامه حفاظت از محیط بین ساعتهای هفت تا هشت صبح به اجرا گذاشته می‌شد و ... .

خلاصه اینکه هیچگاه دقیقا میزان سمیت ابر پرتوزای ناشی از انفجار نیروگاه تری مایل آیلند ، که بی تردید بسیار ضعیفتر و موقتی‌تر از ابر ناشی از انفجار نیروگاه چرنوبیل بود، آشکار نشد. در پی حادثه تری مایل آیلند ، دهها هزار گزارش در مورد اصلاحاتی که باید در مورد تجهیزات ، روشهای مدیریت ، مراقبت و نگهداری و نیز آموزش اپراتورها انجام نگیرد، تهیه شد. 

img/daneshnameh_up/5/5c/Chernobil_NPP.jpg
نیروگاه چرنوبیل

کیتیم (جنوب اورال در اتحاد شوروی) ، فوریه 1985

اولین بار ژورس مدودوف بیولوژیست روس ، پرده از این حادثه برداشت. در دهه 1960 ، نزدیک به صد مقاله در مورد تأثیرات زیان آور دو عنصر استرونسیوم 90 و سزیم 137 بر پوشش گیاهی و جانوری در مجلات علمی شوروی سابق انتشار یافت. مدودوف که از شوروی مهاجرت کرده بود، همچنان نقشه‌های منطقه و اطلاعات مربوطه را به دقت مورد بررسی قرار می‌داد. وی متقاعد شده بود که منطقه آلوده نواری به طول تقریبی 40 کیلومتر و پهنای 10 کیلومتر در حد واسط شهرهای چلیابینسک و سوردولوفسک را در بر می‌گیرد. مقدار پرتوزایی پراکنده شده احتمالا به حدود چند میلیون کوری بالغ می‌شده است.

مدودوف از آن آدمهای سرسخت و سمج بود. او به جمع آوری اطلاعات ادامه می‌داد و سعی می‌کرد منشأ این حادثه را بیابد: تکنسینها با سوراخ کردن زمین به منظور 
دفن زباله‌های اتمی به یک سفره آب زیرزمینی و یا یک صخره خلل و فرجدار برخورد می‌کنند. پلوتونیوم در تماس با آب ، ایجاد مه کرده و زباله‌ها دوباره گرم می‌شوند و مثل یک آتشفشان منفجر می‌شوند. انفجار احتمالا صدها کشته و هزاران مصدوم به دنبال داشته است و بعد از این همه سال هنوز شکار و صید در منطقه ممنوع است. 

طول موج


دید کلی

بیشتر ما موجهای روی دریا را دیده‌ایم. این موجها بیش از آنکه به ساحل برسند، آب دریا را موج دار می‌کنند. به بالاترین نقطه‌های این موجها قله‌ی موج و به پایین‌ترین نقطه‌های آنها دره‌ی موج می‌گویند. فاصله بین یک قله موج تا قله‌ی دیگر را طول موج می‌نامند. 
تصویر

موجهای صدا

همه شکلهای انرژی متحرک ، از جمله صدا ، نور و گرما بصورت موج حرکت می‌کنند. همه‌ی آنها ، درست مانند موجهای دریا ، طول موجی دارند. برای مثال ، وقتی موجهای صدا در هوا حرکت می‌کنند، در فشار هوا تغییر اندکی بوجود می‌آورند. قله‌های موجهای صدا در نقطه هایی واقع می شوند که فشار هوا به بیشترین حد خود می‌رسد. گوشهای ما ، تغییر فشار هوا را دریافت می‌کنند و پیامی به مغز می‌فرستند. 

طول موجهای متفاوت

طول موج نیز مانند بسامد (میزان بالا و پایین رفتن موج) ، روی ویژگیهایی موج تأثیر می‌گذارد؛ زیرا این دو باهم ارتباط نزدیک دارند. برای مثال ، موجهای صدای کم بسامد نسبت به موجهای صدای پر بسامد ، طول موج بزرگتری دارند. همچنین طول موج نور سرخ از طول موج نور آبی بزرگتر است. نور بخشی از گستره‌ی موجهای انرژی است که شامل موجهای رادیویی ، ریزموجها (مایکروویوها) ، پرتوهای فرو سرخ ، پرتوهای فرابنفش ، پرتوهای ایکس و پرتوهای گاما می‌شود که همه‌ی آنها با سرعت 300 هزار کیلومتر بر ثانیه حرکت می‌کنند. همه اینها باهم طیف الکترومغناطیس را تشکیل می‌دهند. 
تصویر









طول موج و بسامد

اگر سرعت موج (بر حسب متر بر ثانیه) را بر بسامد آن (بر حسب هرتز) تقسیم کنید، طول موج آن بر حسب متر بدست می‌آید. برای مثال که به سرعت 344 متر بر ثانیه حرکت می‌کند و بسامد آن 688 هرتز است، طول موجی برابر 5/0 متر دارد. 

طیف الکترومغناطیسی

طیف الکترومغناطیسی شامل گستره‌ی بسیار وسیعی از موجهای انرژی است که همه مانند هم حرکت می‌کنند. امواج الکترومغناطیسی طیف بسیار وسیعی از طول موجهای بسیار کوچک تا بسیار بزرگ را در بر‌ می‌گیرند. این امواج را با توجه به اندازه طول موج به هفت دسته‌ مختلف تقسیم‌بندی می‌کنند که شامل امواج گاما با طول موجهایی کوچکتر از  سانتیمتر تا امواج رادیویی با طول موج بزرگتر از ۱۰ سانتیمتر را شامل می‌شوند. همانطور که در شکل بالا ملاحظه می‌شود محدوده امواج نوری که قابل دیدن توسط چشم انسان می‌باشند، محدوده بسیار کوچکی از این طیف گسترده است. با حرکت از سمت امواج رادیویی به سمت امواج گاما ، همزمان با کاهش طول موج ، فرکانس آن و در نتیجه انرژی موج افزایش می‌یابد. چون بخشهای گوناگون طیف ، طول موجهای متفاوتی دارند، ویژگیهای آنها نیز متفاوت است. برای مثال موجهای نوری را می‌توانیم ببینیم، و پرتو ایکس بخشی از طیف است که از اجسام جامد ، مانند پوست‌ها ، عبور می‌کنند. 
تصویر

کاربرد امواج ، طول موجهای متفاوت

موجهای رادیویی در فرستنده‌های رادیویی کار می‌کنند. موجهای رادیویی با بسامد بسیار زیاد (UAF) مربوط به موجهای تلویزیون هستند. ریزموجهای بلندتر در رادار به کار می‌روند. ریزموجهای کوتاه در اجاق مایکروویو به کار می‌روند. پرتوهای فروسرخ در دوربینهای حساس به گرما به کار می‌روند. نور مرئی از سرخ تا بنفش برای رؤیت به رنگهای مختلف و پرتوهای فرابنفش در تختهای مخصوص حمام آفتاب به کار می‌روند. پرتوهای ایکس برای نگاه کردن به درون اجسام بکار می‌روند و از پرتوهای گاما برای آشکارسازی ترک در فلز به کار می‌رود. پلیس‌ها اغلب برای تشخیص سرعت خودروها از رادار استفاده می‌کنند. موجهای رادار که از تفنگی شلیک می‌شوند، به وسیله‌ی نقلیه‌ای که در حال حرکت است می‌خورند و بر می‌گردند. بسامد موج برگشتی سرعت وسیله‌ی نقلیه را مشخص می‌کند. 


منبع : رشد

ثابت تعادل شیمیایی

تمام فرآیندهای برگشت پذیر ، تمایل رسیدن به یک حالت تعادلی را دارند. برای یک واکنش برگشت پذیر ، حالت تعادل وقتی برقرار می‌شود که سرعت واکنشرفت برابر با سرعت برگشت باشد. در یک واکنش تعادلی ، از تقسیم ثابت سرعت واکنش رفت Kf بر ثابت واکنش برگشت ، Kr ، ثابت دیگری بدست می‌آید که ثابت تعادل شیمیایی ، K ، نامیده می‌شود.

مقدار عددی ثابت تعادل

مقدار عددی K با دما تغییر می‌کند. تعداد مجموعه غلظتها برای سیستمهای تعادلی این واکنش ، بی نهایت زیاد است. ولی در هر صورت برای کلیه سیستمهای تعادلی در دمای معین وقتی که غلظتهای A2 ، B2 ، AB در رابطه بالا قرار گیرند، همواره به یک مقدار K منجر می‌شوند. بطور کلی ، برای هر واکنش برگشت پذیر:

wW + xX ↔ yY + zZ



عبارت ثابت تعادل به صورت زیر است:

K = {Y}y{Z}z/{W}w{X}x

بطور قرار دادی ، جملات 
غلظت مواد طرف راست معادله شیمیایی در صورت کسر عبارت ثابت تعادل نوشته می‌شود. 

ثابت تعادل Kc

ثابت تعادلی که در آن غلظتهای مواد بر حسب مول بر لیتر بیان می‌شوند، گاهی به صورت Kc نشان داده می‌شود. برای واکنش:

(H2(g) + I2(g) ↔ 2HI(g



مقدار 
Kc برای سیستمهای تعادلی در 425 درجه سانتیگراد عبارت است از:

Kc = {HI}2/{H2} {I2} = 54/5



مقدار عددی ثابت تعادل از طریق آزمایش تعیین می‌شود. اگر غلظتهای مواد (
برحسب mol/lit) موجود در هر مخلوط تعادلی در 425 درجه سانتیگراد در عبارت Kcمنظور شوند، نتیجه برابر با 54/5 خواهد شد. مخلوط تعادلی را می‌توان هم از موادی که در سمت راست معادله شیمیایی قرار دارند و هم از مواد سمت چپ این معادله و هم از مخلوط آنها تهیه کرد. 

وضع تعادل و Kc

مقدار ثابت تعادل معیاری برای تشخیص وضع تعادل است. توجه داشته باشید که جملات مربوط به غلظت مواد طرف راست معادله شیمیایی در صورت کسر عبارت ثابت تعادل نوشته می‌شود. 

نکات اساسی مربوط به عبارت ثابت تعادل

  1. جملات غلظت مواد سمت راست معادله شیمیایی در صورت عبارت Kc و جملات غلظت مواد سمت چپ معادله در مخرج عبارت Kc نوشته می‌شود.
  2. جملات غلظت مواد مایع و جامد خالص در عبارت ثابت تعادل نوشته نمی‌شود. ولی مقدار Kc این جملات را در بردارد.
  3. اگر در یک تعادل معین دما تغییر نکند، Kc ثابت می‌ماند ولی در دماهای مختلف، مقدار c تغییر می‌کند.
  4. مقدار Kc برای هر تعادل معینی، وضع آن تعادل را نشان می‌دهد. اگر مقدار Kc بزرگ باشد، واکنش از چپ به راست تقریبا کامل است و اگر مقدار Kc کوچک باشد، واکنش از راست به چپ کامل است. چنانچه مقدار Kc بسیار بزرگ و نه بسیار کوچک باشد، وضع تعادل بینابینی است.

ثابت تعادل Kp

فشار جزئی یک گاز ، اندازه‌ای از غلظت آن است. از اینرو ، ثابتهای تعادل واکنشهایی را که دارای مواد گازی هستند، می‌توان بر حسب فشارهای جزئی گازهای واکنش دهنده نوشت. اینگونه ثابت تعادلی را با Kp نشان می‌دهیم. برای تعادل:

(N2(g) + 3H2(g) ↔ 2NH3(g

Kp = {PNH3}2 / {PN2} {PH2}3

رابطه بین Kpو Kc

Kp = Kc (RT)∆n

واحدهای Kpو Kc

برای کارهای دقیق بایستی از ثابت های تعادل که از اندازه گیریهای ترمودینامیکی بدست می‌آیند، استفاده شود. ثابتهای تعادل ترمودینامیکی بر حسب فعالیت و نه بر حسب غلظت (mol/L برای Kc) یا فشار (atm برای Kp) بیان می‌شود. ولی در غلظتهای پایین و در فشارهایی تا چند اتمسفر می‌توان غلظتها و فشارها را با دقت قابل قبولی بکار برد.

در ضمن توجه شود که فعالیت دارای واحد نیست. زیرا فعالیت از تقسیم کردن غلظت یا فشار واقعی یک ماده بر غلظت یا فشار آن ماده در حالت استاندارد بدست می‌آید. در نتیجه ثابتهای تعادل ترمودینامیکی ، کمیتهای بدون واحد هستند. به همین علت ، تمام ثابتهای تعادل غالبا بدون واحد بیان می‌شوند. 

منبع : رشد

نوبل


آلفرد نوبل مخترع سوئدی و بنیانگذار جایزه نوبل
 نوبل كيست؟ 


آلفردبرناردنوبل در بیست ویکم اکتبر سال ۱۸۳۳ در شهراستکهلم سوئدچشم به جهان گشود.

در ۸ سالگی به همراه خانواده‌اش عازم روسیه شد . نشانه‌های علاقه به علوم و به ویژه شیمی درهمان نخستین سالهای کودکی در وی پدیدار شد.

آموخته‌هایش را به شکل خودآموز فراگرفت و هیچ گاه تحصیلات دانشگاهی را از سرنگذراند. در سال ۱۸۶۳ به سوئد بازگشت و درکارگاه پدر در هلنبورگ به عنوان شیمیدان مشغول به کار شد. او در تولید صنعت مواد منفجره نیتروگلیسیرین موفقیت بسیاری بدست آورد.

در۱۸۶۴ انفجاری منجر به ویرانی کارخانه و مرگ چند نفر از جمله برادر جوانترش شد، پس از آن که کارخانه هایی در آلمان و نروژ ساخته شدند نوبل در ۱۸۶۷ اختراع نوعی از نیترو گلیسیرین به نام دینامیت را به ثبت رسانید. در دینامیت او نیتروگلیسیرین جذب خاک دیاتومه جامد بی اثری شده بود از این رو کارکردن با آن ایمن تر بود. این اختراع به سرعت کار ساخت و ساز ها را در بسیاری از کشورها بهبود بخشید.

نوبل در سال ۱۸۷۵ ژلاتین منفجرشونده قویتری را ارائه داد که در آن نیتروگلیسیرین با نیتروسلولز ژلاتینی شده بود. اختراع وی طرحهای بزرگ راه سازی مانند کانال کورینث و تونل گوتارد را امکان پذیرساخت. در سال ۱۸۸۷ بالبیست ماده منفجره بی‌دود را برای امورنظامی معرفی کرد، آلفرد نوبل مردی تنها غالباً بیمار فروتن کمرو و دوستدار انسان ها بود . او در دهم دسامبر سال ۱۸۹۶ پیش از تحقق ایده هایش درمنزل شخصی‌اش واقع در سن رمو ایتالیا چشم از جهان فرو بست .


قسمتی از وصیتنامه نوبل

تمام دارایی ام طبق آنچه درپی می آید تقسیم شود . این سرمایه به شکل اوراق بهادار معتبر توسط کارگزارانم از طریق تأسیس یک صندوق به عنوان جایزه سالانه به کسانی اعطا شود که طی سال گذشته خدمت بزرگی به جامعه انسانی انجام داده باشد.

جایزه مزبور به پنج قسمت مساوی تقسیم شود و هر یک از آنها به یکی از موارد زیر اختصاص داده شود: ۱سهم برای کسی که مهمترین اختراع یا اکتشاف در زمینه علوم فیزیک انجام داده است . یک پنجم برای کسی که مهمترین یا مفیدترین اکتشاف رادرزمینه علم شیمی انجام داده، یک سهم برای کسی که مهمترین کشف دررشته فیزیولوژی یا پزشکی انجام داده باشد، یک پنجم برای کسی که برجسته ترین اثر ادبی را خلق کند، ویک سهم باقیمانده به کسی تعلق گیرد که بیشترین یا بهترین اقدام را برای ایجاد صلح و برادری و فروکاستن آتش دشمنی بین ملت ها و برقراری دوستی انجام دهد.


مشخصات جوایز

جایزه نوبل شامل مدال افتخار-دیپلم شخصی و مبالغی وجه نقد است . طبق بند چهارم اساسنامه بنیادنوبل بیش از سه نفر نمی توانند درجایزه سهیم باشند . جایزه تنها به کسانی که درقیدحیات هستند تعلق می گیرد، مگرآنکه نامزدی شخص وفات یافته پیش از مرگش اعلام شده باشد، مراسم در سالن کنسرت استهکلم برگزار می شود و اعلیحضرت پادشاه سوئد شخصاً دیپلم-مدال وسند تأییدکننده مبلغ جایزه را به دست برندگان می دهد.

دیپلم افتخار فیزیک-شیمی توسط آکادمی سلطنتی علوم سوئدودیپلم فیزیولوژی یا پزشکی توسط انسیتوی کارولینا تهیه می شود، صحافی دیپلمها بر عهده صحافی hassler و falth است۰جلدها از چرم بسیارمرغوب بز است۰دیپلم فیزیک دارای جلد آبی رنگ و دیپلم شیمی و فیزیولوژی یا پزشکی دارای جلد قرمز است، به علاوه خوشنویسان آرمی که از ترکیب حروف اول اسم شخص تشکیل می شود را برروی هر یک از دیپلمهای اختصاصی برندگان حکاکی می کنند، دیپلمها درون جعبه ای از جنس مقوا که به منظورحفظ دیپلمها طراحی شده قرار می گیرند، ابعاد دیپلم نیز ۲۳در۳۵ سانتی متر است.

طبق اساسنامه بنیاد نوبل که با حضور پادشاه وقت سوئد در تاریخ ۲۹ ژوئن۱۹۰۰ تنظیم شده است هیأت اهدا جوایز موظف به تقدیم حواله مبلغ جایزه-دیپلم-مدال و تقدیرنامه اختصاصی به برندگان می باشد مدال نوبل فیزیک – شیمی -فیزیولوژی یا پزشکی وادبیات توسط مجسمه ساز و کلیشه ساز مشهور سوئدی -اریک لیندبرگ-و مدال نوبل صلح توسط مجسمه ساز نروژی گوستاو ویگلند طراحی شده است، در یک طرف مدال سوئدی تصویری از نوبل و طرف دیگر آن سالروز تولد و مرگ نوبل با حروف لاتین نگاشته شده است، این مدال تا سال ۱۹۸۰ به وزن ۲۰۰ گرم قطر۶۶میلی متر واز طلای۱۸عیار تهیه می شداز آن زمان تا کنون مدال از ترکیبی از طلای ۱۸عیار و ۲۴ عیار تهیه می شود، مبلغ جایزه در سال۱۹۰۰-۱۵۰۸۰۰کرون سوئیس بود که در سال ۱۹۲۳ به کمترین حدخود یعنی ۱۱۵۰۰۰ کرون سقوط کرد، اما در سالهای اخیر این مبلغ به طور قابل توجهی افزایش پیداکرده است ۱ میلیون کرون در سال ۱۹۸۱، ۲ میلیون در سال ۱۹۸۶، ۳ میلیون کرون در سال ۱۹۸۹، ۴ میلیون کرون در سال ۱۹۹۰، ۶ میلیون کرون در سال ۲۰۰۰ و از ۲۰۰۱ ده میلیون کرون در هر رشته به برندگان اهدا می‌شود

جایزه نوبل که هر سال در چند رشته علمی و نیز در ادبیات و صلح و اقتصاد داده می‌شود. 

  • منبع : ویکی پدیا

مکانیسم حوادث هسته‌ای

مقدمه

درست است که میزان بدست آمده از پیوندهای شیمیایی به اندازه انرژی به دست آمده از واکنشهای هسته‌ای نیست ، اما در عوض خطرات ناشی از انرژی هسته‌ای در صورت بروز حادثه نه تنها برای نسل حاضر ، بلکه برای نسلهای آینده و محیط زیست آنها نیز مخاطره آمیز خواهد بود. با توجه به اینکه کشور عزیز ما هم راستای استفاده صلح آمیز از انرژی هسته‌ای گامهای بلندی برداشته است ، و دیری نخواهد گذشت که به خواست خداوند ، ما نیز از انرژی پر قدرت بهره مند شویم، آشنایی با این منبع انرژی و نخوه دستیابی به آن و نیز خطرات احتمالی انرژی هسته‌ای لازم و واجب است. 

مکانیسم حادثه

حادثه‌ای هسته‌ای به وقوع پیوسته و ذرات پرتوزا سلامت کارمندان و اهالی اطراف را مورد تهدید قرار داده است. احتمالا بلافاصله پس از انفجار نیروگاه چرنوبیل دو یا سه نفر به واسطه اثرات ساده مکانیکی و حرارتی کشته شده‌اند. روشن است که این تلفات در برابر خسارتهای ناشی از پراکنده شدنمواد پرتوزا اهمیت چندانی ندارد. حتی انفجار یک سور ژنراتور که در نتیجه سرعت گرفتن واکنش زنجیره‌ای ، به گونه انفجار اتمی صورت نمی‌گیرد، حالتی که در یک سور ژنراتور و نه در یک رآکتور آب تحت فشار می‌تواند به صورت طبیعی اتفاق بیفتد. احتمالا در مقایسه با پراکندگی مواد پرتوزا ، چندان تأثیری روی ساکنان اطراف نمی‌گذارد. 

آلودگی به غیر از نیروگاه

پراکنده شدن انبوه مواد پرتوزا می‌تواند در یک جایی خارج از نیروگاه نیز اتفاق بیفتد، عقیده بر آن است که خطرناکترین محل در یک نیروگاه محل چرخه سوخت اتمی است. دلیل آن هم این است که در نیروگاه ، نیروی عظیمی تولید می‌شود که می‌تواند علیه تمامیت خود نیروگاه و خدمه آن وارد عمل شود، نمونه کلاسیک این نوع حوادث که موجود انبوهی از تحقیقات و گزارشهایی هم بوده است از کار افتادن سیستم خنک کننده می‌باشد. 

تصویر

سیستم خنک کننده

اگر جریان آب بین سوزنهای اورانیوم قطع شود، حرارت ایجاد شده نمی‌تواند به سمت توربین تخلیه شود و بنابراین بلافاصله قلب نیروگاه ذوب می‌شود. دمای ذوب اکسید اورانیوم 2800 درجه سانتی گراد است. روکشهایی که هر سوزن را پوشانده است (و از جنس زیرکونیوم ، آلومینیوم یا منیزیم می‌باشد)، جدا شده و تمامی پرتوزایی میله‌های اورانیوم را در مواد اولیه رها می‌سازند. در صورتی که مواد اولیه از حرکت باز ایستاد، فقط باید دید که حفاظ نیروگاه مقاومت کند. مشکل اصلی از آنجا ناشی می‌شود که سقوط میله‌های کنترل ، با این فرض که با متوقف کردن واکنش زنجیره‌ای ، به درستی عملا کند، اما نبود خنک کننده موجب می‌شود که گرمای کافی برای ذوب قلب نیروگاه بوجود آید. گرمایی معادل پنج میلیون کالری در ثانیه! به همین دلیل است که کلیه نیروگاههای هسته‌ای دارای یک سیستم خنک کننده اضطراری هستند تا در صورت بروز نقص در مدار اصلی به خودکار به کار افتد. 

دلایل مختلف از کار افتادن سیستم خنک کننده و راه حلها

میله‌های کنترل ممکن است گیر کنند، اما محلول جانشینی وجود دارد که با یک بار تزریق اسید بوریک همان نقش خورنده نوترونها را بازی می‌کند. احتمال دارد در اثر عیبی که در ساخت دستگاه وجود دارد و ازدیاد فشار ناگهانی ، یا یک شوک حرارتی ناشی از هجوم آب سرد روی مخزن خود ، مخزن قلب نیروگاه ترک بردارد. اما هیچ وسیله‌ای در تاریخ ذوب آهن ساخته نشده است که تحت کنترلهایی این چنین سخت قرار گرفته باشد. مورد دیگر اینکه مخزن ، تحت هجوم شدید نوترونهایی که ساختارهای درونی فلز را خراب می‌کنند، ممکن است در دراز مدت عیب و نقصهای پیدا کند. زمین لرزه‌ای نیز ممکن است بصورت غیر منتظره ، کلیه سیستمهای اضطراری را کاز بیاندازد، اما ساختمان نیروگاه و تجهیزات جنبی آن طوری ساخته شده‌اند که می‌توانند در برابر زمین لرزه‌هایی بسیار شدیدتر از زلزله‌هایی که در طول تاریخ در منطقه روی داده است مقاومت کنند. 

حفاظت مردم

حفاظت مردم در برابر پیامدهای بخش غیر مترقبه مواد پرتوزا ، بر مفهوم موانع حایل بین منبع پرتوزا او محیط مورد حفاظت متکی است. این مطلب شناخته شده است: در واقع چون اطمینانی وجود ندارد که شخص حفاظت شده در معرض ضربه‌ای غافلگیرانه قرار نگیرد، تورهای گیرانداز نیز اضافه می‌شوند. نخستین مانع ، روکش سوزنهای سوختن هستند که البته بسیار شکننده‌اند، از این رو باید بطور دائم از دستگاه آشکار ساز ترک روکشها جهت تعمیر تدریجی ناهنجاریهایی که اغلب موجب افزایش پرتوزایی در مواد اولیه هستند، استفاده شود.

مانع دوم ، خود سرپوش نیروگاه است که بخش داغ را در سپتامبر 1980 در فرانسه بر سر نفوذ ناپذیری و ترکهای آن موجب شد. مانع سوم مخزن احتباس است که ورود به آن فقط از طریق چند عدد شیر امکان پذیر است. فیلترهای متعددی در جلوی این شیرها تعبیه شده تا هنگام آزاد سازی کنترل شده مواد پرتوزا در هوا و یا در آب ، گرد و غبار پرتوزا را بگیرند. 


منبع : رشد

نحوه عملکرد بیهوش‌ کننده‌ها

دید کلی

نظریات متعددی برای بیان نحوه عملکرد بیهوش کننده های عمومی ارائه شده است چرا که عملکرد آنها را نمی‌توان با یک نظریه واحد توضیح داد. در واقع این نظریات تنها آثار ایجاد شده با این بیهوش کننده ها را توصیف می‌کنند، بدون شرح اینکه چگونه این آثار ایجاد می‌گردند. به سبب اینکه ساختمان شیمیایی،خواص فیزیکوشیمیایی و آثار فارماکولوژیک این ترکیبات بسیار متفاوت است، پذیرفته شده است که آنها به طور غیر انتخابی سیستم اعصاب مرکزی را از طریق یک مکانیسم فیزیکوشیمیایی تضعیف می‌نمایند. یعنی اثر این مواد مدیون خواص شیمیایی بوده و با یک گیرنده فارماکولوژیک، تشکیل کمپلکس نمی‌دهند. به عبارت دیگر بیهوش کننده های عمومی داروهائی فاقد ویژگی ساختمانی هستند. 

مواد بیهوش ‌کننده

مواد بیهوش کننده داروهائی هستند که سبب ایجاد بی دردی، از بین رفتن هوشیاری، شل شدن عضلات و فعالیت رفلکسی شده و این عمل را با تضعیف سیستم اعصاب مرکزی به طور غیر انتخابی و برگشت پذیر انجام می‌دهند. بیهوش کننده های عمومی به دو دسته بیهوش کننده های استنشاقی و داخل وریدی تقسیم میشوند معمولا این داروها را همراه با داروهای الحاقی تجویز می کنند. 

عملکرد مواد بیهوش کننده

نظریات موجود درباره عملکرد بیهوش کننده ها را می‌توان به نظریات فیزیکی و نظریات بیوشیمیایی طبقه‌بندی نمود. 
نظریات 
فیزیکی عمدتا بر اساس دو خاصیت فیزیکوشیمیایی مولکول ماده بیهوش کننده یعنی قابلیت قطبی شدن و حجم مولکول بنا نهاده شده است. 
نظریات 
بیوشیمیایی بر پایه آثاری است که بیهوش کننده‌های عمومی در سیستم های بیوشیمیایی ایجاد می‌نمایند. ولیکن، هیچ یک از این نظریات با شواهد تجربی بدون شبهه حمایت نشده است. چند تن از محققین پیشنهاد کرده اند که اثر اصلی که توسط بیهوش کننده های عمومی ایجاد می‌شود از تداخلات فیزیکی مانند تداخلاتی که سبب تغییرات هم‌آرائی در ماکرومولکولها می‌گردد ناشی می‌شود و نقش دوم را تغییرات بیوشیمیایی داراست. 

نظریات فیزیکی


  • نظریات چربی: این نظریه توسط میر در سال 1899 و اورتون در سال 1901 پیشنهاد شده است. در این نظریه چنین فرض شده است که اثر بیهوش کننده ها مستقیما به ضریب توزیع عامل بیهوش کننده بین روغن زیتون و آب بستگی دارد، به این ترتیب که، هر چه این ضریب بزرگتر باشد فعالیت بیهوش کنندگی دارو نیز بیشتر است. این نظریه صرفا بیانگر یک مسیر موازی بین حلالیت در چربی و اثر بیهوش کنندگی می‌باشد و در هر حال، نحوه اثر بیهوش کننده ها را توضیح نداد.
تعمیمی در نظریه اورتون- میر توسط ولینز در سال 1954 پیشنهاد شده است. طبق نظر او قدرت یک داروی بیهوشی نه فقط به غلظت آن در غشا بلکه به فضائی که اشغال می‌کند بستگی دارد. بیهوشی هنگامی رخ می‌دهد که در نتیجه جذب در یک ناحیه آب گریزی، بخشی از داروی بیهوشی که حجم آن دارای اهمیت است به درون فاز غشائی برسد. متعاقبا غشا با جذب مایع یا ایجاد ناهنجاری، منبسط شده و غشای دو لایه فسفولیپیدی سبب می‌شود که یا مستقیما هدایت یونی مهار شود و یا از تغییرات ضروری در هم‌آرائی پروتئین های غشا که برای هدایت یونی لازم است جلوگیری می‌کند. 
شواهدی مبنی بر اینکه محل اثر بیهوش کننده‌های عمومی 
غشاست وجود دارد. تداخل این داروها با چربی‌ها سبب آثار غیر اختصاصی بیهوشی عمومی می‌شود، در حالی که تداخل با پروتئین غشا دلیلی برای اثر انتخابی و ویژگی می‌باشد. 

تصویر

  • نظریات محیط مائی
طبق نظر میر در سال 1961 و پاولینگ در سال 1961، محیطی که در سیستم اعصاب مرکزی برای بیهوشی مهم است، محیط چربی نبوده بلکه محیط مائی است. با در نظر گرفتن بعضی مواد مانند کلروفروم و گزنون که در محیط خارج از بدن بلورهای ریز هیدراته تشکیل می‌دهند، پاولینگ تاکید کرد که بلورهای مشابهی توسط مولکول های آب در مایع مغزی تشکیل می‌شود که" کلاتریت" نامیده می‌شود. این بلورها در اثر تشکیل پیوند مواد بیهوش کننده با زنجیره های جانبی پروتئین ها و دیگر مواد حل شده از طریق نیروهای واندروالس پایدار می‌شوند. این بلورهای ریز هیدراته هدایت پیامهای الکتریکی را که برای نگهداری هوشیاری لازم است تغییر می‌دهند. متعاقب این عمل تخدیر یا بیهوشی رخ می‌دهد. 
میلر به طور مستقل پیشنهاد نمود که داروهای بیهوش کننده از طریق پایدار کردن غشای بافتهای تحریک شده با نظم دادن به مولکولهای آب در کوه یخ که
بلورهای ریز کوچکتر از بلورهای ریز هیدراتها پاولینگ هستند، بیهوشی ایجاد می‌نمایند. حقایق متعددی این نظریات را رد می‌کند و هیچ شاهد تجربی مبنی بر تشکیل هیدرات‌ها در بیهوشی وجود ندارد. بسیاری از داروهای بیهوش کننده نمی‌توانند هیدرات تشکیل دهند. در دمای بدن هیدرات‌ها پایدار نیستند. رابطه تشکیل هیدرات با قدرت داروی بیهوشی خیلی ضعیف تر از رابطه حلالیت در چربی و قدرت آن می‌باشد. 

نظریات بیوشیمیایی

مهمترین کوشش در زمینه بیوشیمی که برای توضیح بیهوشی عمومی انجام گرفته است نظربه مهار اکسایش است. کو استل "Quastel" در سال 1963 بیان کرد که داروهای بیهوشی برداشت مغزی اکسیژن را در آزمایشهای خارج بدنی مهار می‌کنند. برای مثال این مواد از اکسید شدن کوآنزیم NADH به NAD+(یا نیکوتینامید آدنین دی نوکلئوتید که سابقا دی فسفوپیریدین نوکلئوتید DPN نامیده می‌شد) جلوگیری می‌نمایند. 
همچنین بیهوش‌کننده‌های عمومی عملکرد چرخه اسید سیتریک را تضعیف می‌کنند زیرا NAD
+ در دکربوکسیله کردن اکسایشی در چرخه اسید تری کربوکسیلیک (کربس) ضروری است. 
از آنجا که اکسید شدن NADH توسط فسفریله شدن ADP به ATP کنترل می‌شود، می‌توان نتیجه گرفت که بیهوش کننده‌های عمومی باعث مهار فسفریله شدن اکسایشی نیز می‌شوند. 

بنابراین، این پدیده‌ها، عامل ایجاد بیهوشی نبوده و تنها متعاقب آن ایجاد می‌شوند. بسیار محتمل است که کاهش برداشت مغزی اکسیژن، ناشی از کاهش فعالیت سیستم اعصاب مرکزی که در اثر بیهوشی ایجاد می‌گردد، باشد. 

منبع : رشد

طیف‌سنجی مادون قرمز و کاربرد آن در شناسایی پلیمرها

طیف‌سنجی مادون قرمز و کاربرد آن در شناسایی پلیمرها
 
پلیمرها در زندگی روزمره به وفور یافت می‌شوند. از لفاف و پوشش‌های مواد خوراکی گرفته تا کیسه‌های مورد استفاده برای زباله، پلیمرهایی هستند که در گوشه و کنار یافت می‌شوند. خودروها نیز از این قاعده مستثنی نیستند. پلیمرها افزودن بر ۴۰ درصد از هر خودروی مدرن را تشکیل می‌دهند. قطعاتی همچون فرش، صندلی، لایی، موکت، دستگیره، سویچ و داشبورد، از یک یا چند پلیمر تشکیل شده‌اند. صنعت‌گران و استفاده‌کنندگان از مواد پلیمری، با توجه به تنوع خواص فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی این مواد در مصارف گوناگون، ناگزیر به تعیین نوع و شناسایی نمونه پلیمری بوده، اما اغلب فاقد آزمایشگاهی مجهز و افراد مجرب در این زمینه‌اند.
 
● طیف‌سنجی مادون قرمز به روش FTIR
طیف‌سنجی مادون قرمز یکی از روش‌های خوب و متداولی است که از سال‌ها پیش برای تجزیه و شناسایی پلیمرها و برخی افزودنی‌های آنها، مورد استفاده قرار گرفته است.
فرکانس تشعشع الکترومغناطیس در ناحیه مادون قرمز (IR) مطابق با فرکانس ارتعاش طبیعی اتم‌های یک پیوند است و پس از جذب امواج مادون قرمز در یک مولکول، باعث ایجاد یک سری حرکات ارتعاشی در آن می‌شود که اساس و مبنای طیف‌سنجی مادون قرمز را تشکیل می‌دهد. ساده‌ترین نوع حرکات ارتعاشی در یک مولکول، حرکات خمشی و کششی است.
دستگاه FTIR با استفاده از تبدیل ریاضی فوریه مزایای زیادی در مقایسه با دستگاه IR معمولی دارد که نمونه آن سرعت بالای جمع‌آوری اطلاعات و نسبت سیگنال به نویز بهتر است.
تقریبا تمامی ترکیباتی که پیوند کوالانسی دارند، اعم از آلی یا معدنی، فرکانس‌های متفاوتی از اشعه الکترومغناطیس را در ناحیه مادون قرمز جذب می‌کنند. ناحیه مادون قرمز، ناحیه‌ای از طیف الکترومغناطیس است که طول موجی بلندتر از نور مرئی (۴۰۰ تا ۸۰۰ نانومتر) و کوتاه‌تر از امواج مایکرو ویو (طول موج بلندتر از ۱mm) دارد. بسیاری از شیمیدانان از واحد «عدد موجی» در ناحیه مادون قرمز طیف الکترومغناطیس استفاده می‌کنند.
عدد موجی با واحد Cm-۱ بیان شده و عبارت است از عکس طول موج (با واحد Cm). مزیت این واحد این است که رابطه مستقیمی با انرژی دارد. با استفاده از این واحد، ناحیه ارتعاشی پرکاربرد مادون قرمز (Mid IR) بخشی بین ۴۰۰ تا ۴۰۰۰ Cm-۱ خواهد بود.
مشابه دیگر انواع جذب انرژی، هنگامی که مولکول‌ها اشعه مادون قرمز را جذب می‌کنند، به حالت انرژی بالاتر برانگیخته می‌شود. جذب تابش مادون قرمز همانند دیگر فرایندهای جذب، فرایندی کوانتابی است. به این صورت که فقط فرکانس‌های خاصی از تابش مادون قرمز توسط مولکول جذب و باعث ارتعاش کششی و خمشی پیوندهای کوالانسی می‌شود.
انرژی جذب شده از نور مادون قرمز توسط پیوندهای شیمیایی یا گروه‌های عاملی خاص در طول موج مشخص، منجر به کاهش شدت عبور نور شده و معمولا به عنوان تابعی از عدد موجی (بر حسب
Cm-۱) رسم می‌شود.
توجه به این نکته مهم است که تمام پیوندهای مولکول قادر به جذب انرژی مادون قرمز نیستند، حتی اگر فرکانس اشعه با فرکانس حرکت تطبیق کند، فقط پیوندهایی که دارای گشتاور دو قطبی هستند قادر به جذب اشعه مادون قرمز می‌باشند. مثلاً، پیوند موجود در H۲ و Cl۲ و همچنین پیوندهای موجود در آلکن‌ها و آلکین‌های متقارن، اشعه مادون قرمز را جذب نمی‌کنند.
باید توجه داشت که هر پیوند دارای فرکانس ارتعاش طبیعی خاصی است. یعنی یک پیوند خاص با جذب فرکانسی مشخص قادر به ارتعاش خمشی و کششی است. یک پیوند، به‌خصوص در دو مولکول مختلف، در محیط‌های متفاوتی از نظر اتم‌ها و پیوندهای پیرامونی خود قرار داشته و هیچ‌گاه دو مولکول با ساختمان‌های متفاوت، طیف مادون قرمز یکسانی نمی‌دهند. با توجه به این مطلب، از طیف مادون قرمز می‌توان همانند اثر انگشت در انسان، برای شناسایی مولکول‌ها استفاده کرد. با مقایسه طیف مادون قرمز دو ماده که تصور می‌شود مشابه باشند، می‌توان پی برد که آیا واقعا یکی هستند یا خیر. اگر تمام جذب‌ها در طیف دو نمونه بر یکدیگر منطبق شوند، به احتمال قریب به یقین، دو ماده یکسان هستند.
طیف FTIR علاوه بر موارد گفته شده، اطلاعاتی را در مورد ساختمان شیمیایی یک مولکول، در اختیار ما می‌گذارد. مثلاً، هر جذبی که در ناحیه ۳۰۰۰±۱۵۰Cm-۱ طیف قرار داشته باشد، نشان‌دهنده وجود اتصال C-H در مولکول است و جذبی که در ناحیه ۱۷۰۰±۱۰۰Cm-۱ مشاهده شود معمولا مربوط به پیوند گروه کربونیل (C=۰) در مولکول است. جدول زیر، راهنمایی مفید در زمینه بررسی عدد موجی در طیف FTIR بسیاری از پیوندهاست.
با توجه به نکات فوق می‌توان برای تحلیل و شناسایی لاستیک‌ها، پلاستیک‌ها و پاره‌ای از مواد افزودنی آنها، از طیف‌سنجی مادون قرمز استفاده کرد.

کلکسیون‌ها و بانک‌های اطلاعاتی وسیعی از طیف FTIR وجود دارد که برای مقاصد شناسایی کیفی می‌توان از آنها استفاده کرد. نمونه آنها، اطلس تحلیل پلیمرها (هامل) است.
● تهیه نمونه به منظور گرفتن طیف FTIR (در پلیمرها)
طیف FTIR معمولا از نمونه‌هایی به شکل فیلم به دست می‌آید که معمولا نازک‌تر از ۵۰ µm است. برای تهیه فیلم مناسب از نمونه‌های ضخیم‌تر یا گرانول‌ها، نمونه تا بالای دمای نرمش حرارت داده شده و سپس پرس می‌شود تا فیلم‌هایی به اندازه کافی نازک، برای استفاده مستقیم در طیف‌سنجی FTIR تهیه شود. در ضمن می‌توان از فیلم‌های حلالی نیز استفاده کرد. در این حالت، قطعه کوچکی از نمونه موردنظر در حلال مناسب حل شده و با قرار دادن آن بر روی قرص‌های پتاسیم بروماید و تبخیر کامل حلال، فیلم نازک نمونه مستقیما روی قرص KBr حاصل می‌شود، زیرا KBr در ناحیه مادون قرمز موردنظر هیچ جذبی ندارد.
اگر بنا به دلایلی، فیلم قابل تهیه نباشد، می‌توان پلاستیک را بسیار ریز آسیاب کرده و سپس آن را با پودر KBr کاملا مخلوط و توسط دستگاه پرس مخصوص به قرص مناسب برای گرفتن طیف FTIR تبدیل کرد. برای تهیه نمونه مناسب از لاستیک‌ها، می‌توان از روش پیرولیز استفاده کرد. در این روش، نمونه به ابعاد کوچک خرد شده و در لوله آزمایشی ریخته می‌شود. سپس، توسط استون، روغن‌گیری شده، آنگاه استون همراه با روغن استخراج شده از نمونه جدا می‌شود. لوله آزمایش حاوی نمونه، روی شعله حرارت داده می‌شود تا پلیمر لاستیکی به اجزای سازنده خود که عمدتا الیگومرها (زنجیرهایی شامل دو یا سه منومر) هستند، تجزیه شود. سپس، مقدار کمی از مایع جمع‌آوری شده، روی قرص KBr قرار گرفته و طیف FTIR آن مورد بررسی قرار می‌گیرد.
● نواحی جذبی مختلف در طیف FTIR
نواحی معمول طیف IR که در آن، انواع مختلف باندهای ارتعاشی مشاهده می‌شود، در چارت زیر ارائه شده است. باید توجه داشت که منطقه بالای خط چین به ارتعاش کششی و ناحیه زیر خط چین به ارتعاش خمشی مربوط است. به طور کلی، پیوندهای سه گانه، قوی‌تر از پیوندهای دوگانه و یا ساده بوده و دارای فرکانس ارتعاشی بالاتر یا به بیانی بهتر، عدد موجی بالاتر هستند. پیوند C-C دارای فرکانس جذب ۱۲۰۰Cm-۱بوده در حالی‌که پیوند دوگانه C=C فرکانس جذب ۱۶۵۰Cm-۱و پیوند سه‌گانه C=C دارای فرکانس جذب ۲۱۵۰Cm-۱ است. همچنین حرکت خمشی راحت‌تر از حرکت کششی صورت می‌پذیرد. مثلا، C-H خمشی در ناحیه ۱۳۴۰Cm-۱و C-H کششی در ناحیه ۳۰۰۰Cm-۱ قرار می‌گیرد.
نوع هیبریداسیون نیز بر فرکانس جذب تاثیر می‌گذارد، به طوری که قدرت پیوندها به ترتیب:
SP>SP۲>SP۳ بوده و فرکانس ارتعاشی C-H آنها به صورت زیر تغییر می‌کند:
محدوده Cm-۱ ا۱۴۰۰ تا Cm-۱ا ۶۰۰ به دلیل کمتر بودن میزان انرژی جذب شده و ارتعاش خمشی اکثر پیوندهای موجود در مولکول، ناحیه‌ای پیچیده و شلوغ است واین موضوع تشخیص همه باندهای جذبی در این ناحیه را مشکل می‌سازد. به دلیل الگوی منحصربه‌فردی که در این ناحیه وجود دارد، به آن ناحیه «اثر انگشت» نیز گفته می‌شود.
باندهای جذبی در ناحیه ۴۰۰۰-۱۴۵۰Cm-۱ دارای انرژی جذب شده بیشتری بوده و عموما ناشی از ارتعاش کششی پیوندهای قوی‌تر است و گاهی به این ناحیه، ناحیه فرکانس گروهی نیز گفته می‌شود.

اسید و باز

اسید وباز 
 
 
اسید تركیبی است شیمیائی كه در محلول یون هیدروژن خود را از دست می دهد و باز تركیبی است كه وقتی در محلولی قرار می گیرد یون هیدروكسل خود را از دست می دَهد. 
برای مثال :CIH=H+ +CL- NaOH=Na+ +OH- 
(هیدروكسید سدیم ) (اسید هیدرو كلریك)
So4H2=H+ +So4- KOH=K+ +OH- 
(هیدروكسید پتاسیم ) (اسید سولفوریك) 
اسیدهای قوی نسبتا یونهای H+ بیشتری ار اسیدهای ضعیف ایجاد می كنند و بازهای قوی یونهای OH- بیشتری از بازهای ضعیف ایجاد می كند. 
محلولهای آبگونه ای (آبی) شامل هر دو نوع یون H+ و OH- هستند . یك محلول اسیدی بیشتر دارای یون H+ در حالی كه یك محلول بازی دارای یون OH- بیشتری می باشد . 
آب خالص محلولی است نه اسیدی و نه بازی (خنثی) زیرا دارای تعداد برابری یون H+ و OH- است : 
H2O=H+ +OH- 
H+ +OH-= H2O 
در نتیجه تعیین انكه محلولی اسیدی یا بازی است به سادگی مربوط به تعداد یون H+ موجود در آن محلول دارد. در صورتی كه تعداد یونهای H+ بیشتر از تعداد یونهای OH- است محلول اسیدی واگر بالعكس است محلول بازی است . 

تامپونها 

دستگاه تامپونی دارای دو بخش است : 
1- یك اسید ضعیف و 2- نمك آن اسید ضعیف. 
هدف اصلی تامپوها هگهداری غلظت H+ به صورت ثابت است . از جمله تامپونها عبارتند از : اسید استیك ( اسید ضعیف ) استات سدیم (نمك ) اسید كربنیك (اسید ضعیف) و بیكربنات سدیم (نمك) . در بازی تامپون یك اسید با یك نمك واكنش داشته و نتیجه آن تشكیل یك نمك قوی تر و یك اسید ضعیفتر است . مثلا از تركیب اسید لاكتیك با بیكربنات سدیم و اسید كربنیك به شرح زیر می باشد : 
LA+NaHCO3=NaLA+H2CO3 
در خون اسید كربنیك یك اسید ضعیف است زیرا یون H+ زیادی تولید نمی كند همچنین اسید كربنیك به آب و انیدرید كربنیك كه هر دو آنها می توانند سریعا از بدن خارج شوند تجزیه خواهند شد: 
H2CO3=H2O+CO2 
H2O+CO2=H2CO3 
بیكربنات سدیم به راحتی می تواند در برابر اسید هیدرو كلوریك عمل تامپونی و تولید یك نمك قوی و یك اسید ضعیف بنماید.: 
NaHCO3+HCl=NaCl+H2CO3 
یا 
اسید ضعیف +نمك =اسید قوی +بیكربنات 
در اینجا یون هیدروژن اضافی كه در نتیجه اسید هیدروكلوریك ایجاد شده به طور كلی از محلول جدا شده و تشكیل كربنیك اسید را خواهد داد . به یاد داشته باشید كه H2CO3 اسیدی است ضعیف زیرا مانند HCL به سرعت تجزیه نمی شود(یعنی یون H- زیادی تولید نمی كند) چنین دستگاه تامپونی از جمله راههائی است كه در آن از اسیدی یا بازی شدن مایع های بدن جلوگیری خواهد كرد. 
PH (قدرت یون هیدروژن) (H+ ) 
برایبیان اسیدی و بازی در یك محلول می باید به تعیین تعداد یونهای H+ مجود در آن محلول پرداخت . نتیجه تعیین تعداد این یونها به عنوان پ هاش آن محلول یا قدرت یون هیدروژن بیان می گردد. از آن جایی كه برای نشان دادن قدرت یونی با ارقام بسیار كوچكی سرو كار خواهیم داشت ( مثلا وزن مقدار یون هیدروژن موجود در یك لیتر آب به مول) پ هاش یك مایع بر اساس لگاریتم منفی / پایه 10 بیان خواهد شد : 
PH= -log[H] 
در اینجا [H+] مساوی مقدار یونهای H+ موجود در یك لیتر محلول به گرم می باشد . غلظت یون هیدروژن در آب خالص تقریبا برابر 10 به توان منفی 7 مول در هر لیتر آب تعیین شده است .(0000007/0) مول در هر لیتر. 
بنابراین : 
PH= -log[10-7]=- (-7) 
= -(-7)(لگاریتم 10به توان -7= -7)=7 
آب خالصبرابر 7 است پ هاش بزرگتر از 7 (دارای یون هیدروژن كمتر ) به عنوان قلیایی . پ هاش برابر 7 خنثی و پ هاش كمتر از 7 اسیدی تعیین شده اند . 
با افزودن یك اسیدبه یك محلول پ هاش آن را تنزل داده زیرا بر تعداد یونهای هیدروژن آن افزوده می شود در حالی كه یك باز غلظت یون هیدروژن را كاهش داده زیرا بر تعداد یون OH- افزوده شده و لذا پ هاش آن را بالا مس برد. 
حدود تقییرات پ هاش بدن كه با حیات انسان سازگاری دارد در حال استراحت بین 7 تا 7/7 است تمرین بدنی سبب تغییر پ هاش عضله در جهت اسیدی خواهد شدكه ممكن است هنگام ورزشهای خیلی سنگین به 4/6 تا 6/6 تنزل یابد . چنین پ هاش تنزل یافته ای جنبه موقتی و گذرا داشته زیرا قدرت تامپونی بدن شامل دستگاههای كلیه و تنفس هر چه سریعا به كار افتاده و پ هاش را به حال طبیعی باز می گردانند. 
علاوه بر دستگاه تامپونی تامپونی بیكربنات (مانند بیكربنات سدیم NaHCO3 )دستگاههای تامپونی دیگری مانند فسفات و پروتئین نیز وجود دارندكه همگی به یك طریق انجام وظیفه می نمایند . تامپون های فسفات مانند دی سدیم فسفات Na2HPO4 در كلیه متمركز بوده در حالی كه تامپونهای پروتئین (مانند هموگلوبین) در یاخته ها و پلاسما جای دارد . چون عمل تامنپونی بیشتر در درون یاخته صورت می گیرد تامپونهای پروتئینی كمال اهمیت را دارند. 
تنظیم تنفسی PH 
مركز تنفسی واقع در پیاز مغز تیره و در گیرنده های شیمیائی واقع در قوس آئورتی به تغییرات غلظت یون هیدروژن خون حساسمس باشند. افزایش CO2 در مایع های بدن ( كه برای تولید اسید كربنیك با آب تركیب می شوند) سبب كاهش پ هاش و بیرون راندن CO2 سبب افزایش پ هاش خواهد شد . افزایش غلظت یون یون H+ سبب تحریك دستگاه تنفسی شده لذا عمل تهویه را بالا برده ( پر تهویه ای ) و CO2 را به خارج منتقل می كند ( به خارج دمیدن ) برعكس كاهش غلظت یون H+ سازو كار تنفسی را پائین خواهد برد . تغییرات در سرعت و عمق تنفس یعنی تهویه حبابچه ای می تواند تغییرات سریعی در مایع پ هاش بدن به وجود آورد. مثلا وقتی پ هاش به به كمتر از سطح طبیعی استراحت (4/7) تغییر یافت تنفس شدیدا تحریك و پر تهویه ای حادث می گردد. همان گونه كه اكنون متذكر گردید تهوی سبب دفع CO2 شده كه به نوبه خود سبب افزایش مایع پ هاش می گردد . 
پر تهویه ای به میزان دو برابر حالت طبیعی ( استراحت ) باعث افزایش پ هاش خون و مایعات بدن به مقدار 25/0 واحد پ هاش می شود از سوی دیگر وقتی تهویه به مقدار نصف حالت طبیعی تقلیل پیدا می كند مانند موردی كه پ هاش خون بیشتر از 4/7 است پ هاش در حدود 25/0 واحد پ هاش كاهش خواهد یافت . 
در پ هاش خون 2/7 تهویه چهار برابر افزایش یافته و در پ هاش خون 5/7 تهویه در حدود نصف تقلیل پیدا می كند . توان دستگاه تامپونی تنفسی به اندازه یك تا دو برابر بزرگتر از همه دستگاههای تامپونی شیمیایی كه قبلا مورد بحث قرار گرفت می باشد. 
ذخایر قلیائی 
درجه ای را كه پ هاش مایعات بدن تحت تحت تاثیر تولید انیدریك كربنیك (CO2) و در نتیجه تشكیل اسید كربنیك قرار میگیرد بستگه به مقدار بیكرینات (HCO3-) موجود جهت عمل تامپونی دارد . در واقع پ هاش مایعات بدن مربوط است به نسبت تراكم یونهای بیكربنات به مقدار انیدریدكربنیك محلول این موضوع توسط فرمول به قرار زیر است : 
PH=PK+log[HCO3- بخش بر CO2] 
اختصار PK مربوط به عدد ثابت یك بافر است كه در ممورد دستگاه بافر بیكربنات برابر 1/6 میباشد این بدان معناست كه وقتی تراكم یونهای HCO3- برابر با CO2 محلول باشد پ هاش محلول ( در این مورد مایعات بدن ) برابر 1/6 خواهد بود هنگام استراحت و در پ هاش 4/7 به طور طبیعی نسبت یونهای HCO3 به CO2 برابر 20 :1می باشد . افزایش غلظت یون HCO3- (باز اضافه ) سبب افزایش پ هاش می گردد در حالی كه افزایش در CO2 محلول (اسید افزوده می شود ) سبب كاهش پ هاش می شود . 
در بدن مقدار یون بیكربنات موجود كه از گان به عنوان تامپون استفاده می گردد ذخایر قلیائی خوانده می شوند. 
عده ای را عقیده بر آنست كه با استفاده از مقادیر معینی بیكربنات و افزایش ذخایر قلیائی بدن از خستگی حاصل هنگام كار یا مسابقات قهرمانی سنگین و طولانی جلوگیری می شود . امید این افراد آنست كه این عمل با افزایش ظرفیت جهت تامپون اسید لاكتیك فراهم می گردد . در حالی كه تحقیق روی این موضوع كاملا پایدار نیست برخی از تحقیقات نشان داده اند كه حقیقت دارد . 
كلیه و تعادل اسیدی—بازی 
كلیه از طریق یك سلسله واكنشهای شیمیائی پیچیده غلظت یون H+ را كنترل می كند . طریق اصلی كه در آن كلیه به تنظیم غلظت یون H+ می پردازد افزایش یا كاهش غلظت یون بیكربنات است . 
سازوكار كلیوی درگیر در كنترل غلظت یون بیكربنات به طور خلاصه به شرح زیر است : 
1- اكسید دو كربن موجود در مایعات خارجی و یاخته های اپیتلیال مربوط به توبولهای كلیه جهت تشكیل اسید كربنیك در داخل توبول یاخته ها با آب تركیب می شود (در حضور آنزیم كربنیك انیدراز) CO2+H2O=H2CO3 2- همانگونه كه قبلا متذكر گردید اسید كربنیك به یون بیكربنات و یون هیدروژنH- تجزیه می گردد . یون H+ به طور فعال به توبولهای كلیه منتقل یا ترشح شده و سرانجام به صورت آب همراه با ادرار خارج می شود. یون HCO3- در مایعات خارج سلولی منتشر شده و لذا به بدن بازگشته و یا ذخیره می كردند. 
3- یونهای H+ مترشحه در مجاری ظریف كلیه با یونهای بیكربنات كه آن هم در مجاری كلیه موجود است جهت تشكیل كربنیك اسید تركیب می شود اسید كربنیك به CO2 و H2O تجزیه می كردد . CO2 به داخل مجاری یاخته ها ئ یا مایعات خارجی سلول منتشر می گردد. همان گونه كه قبلا متذكر گردید آب به داخل ادرار دفع می گردد . همچنین باید اشاره گردد كه یون سدیم در مجاری توسط حمل فعال به داخل مایعات خارج سلولی ذخیره می گردد. این تبادل یونهای Na+ جهت یونهای H+ سبب حفظ تعدل الكتریكی بین مایعات مجاری و ماسعات خارجی سلول می شود. 
این موضوع جالب توجهی است كه یونهای HCO3- موجود در مایعات مجاری ظریف مشابه با یونهایی كه در مایع خارجی سلول نگهداری می گردد نیست . به بسان دیگر غلظت یون بیكربنات كم و بیش به طور غیر مستقیم از طریق مقدار یون هیدروژن مترشحه توسط مجاری كلیه و توسط مقدار CO2 كه از طریق سوخت و ساز تولید شده تنظیم می گردد. همچنین این عمل نیاز به چند ساعت وقت كه ممكن است 10 الی 20 ساعت باشد داشته تا كلیه به تنظیم تراكم یون بیكربنات به طور جدی پاسخ دهد. 
آلكالوز و اسیدوز 
وقتی در مایعات خارجی بیكربنات اضافی وجود داشته باشد این حالت را آلكالوز گویند. این یونهای اضافی همراه با سدیم یا سایر یونهای مثبت (مثلا پتاسیم )از از طریق مجاری كلیه به داخل ادرار راه خواهد یافت . دفع یونهای بیكربنات از مایع خارجی پ هاش را به طرف اسیدی سوق می دهد . 
وقتی CO2 در مایع خارج سلولی افزایش یابد حالت اسیدوز را به دنبال خواهد داشت . 
در این مورد مقدار یون هیدروژن اضافی به داخل مجاری كلیه ترشح می گردد این ترشحات با مواد تامپونی مجاری تركیبب و سپس به داخل ادرار راه خواهند یافت . 
تعادل اسیدی بازی پس از تمرینات ورزشی سنگین 
هنگام تمرینات ورزشی بیشینه كوتاه زمان تغییرات فاحشی در شیمی سوخت و سازی اسید و باز رخ می دهد كه عمدتا به دلیل تولید اسید لاكتیك می باشد . اعمال بی هوازی كه تولیو اسید لاكتیك می كند سبب كاهش پ هاش خون و عضله می گردد. مقدار اسید لاكتیك تولیدی بستگی به : 
1- مدت زمان تمرین 
2- شدت كار و 
3- مقدار توده عضله درگیر دارد . 
هنگام كار بدنی بی هوازی مداوم طی چند دقیقه سطح اسید لاكتیك ممكن است تقریبا به 180 میلی گرم درصد و مقادیر پ هاش خون و عضله به ترتیب به 7 و 4/6 نزدیك گزدند . كار تناوبی ممكن است سبب رسیدن پ هاش به 80/6 ( كه از پئین ترین مقادیری كه تاكنون ثبت گردیده است ) و اسید لاكتیك را به 280 میلی گرم درصد برساند . 
بیش از حد طبیعی بودن این مقادیر هنگامی مشخص می شود كه شخص توجه داشته باشد كه هنگام استراحت پ هاش خون كمتر از 4/7 نشانگر اسیدوز در حالی كه پ هاش خون بیش از 4/7 نشانگر آلككالوز می باشد . حد پائین پ هاش خون است كه انسان می تواند در آن برای چند دقیقه به زندگی ادامه دهد ( در حالت استراحت ) برابر 7 و بالا ترین سطح آن در حدود 7/7 می باشد . 
غلظت بیكربنات پلاسما ( ارزشهای طبیعی آن به مقدار 23 الی 28 میلی مول در لیتر )(زنان كمتر از مردان) در پائین ترین سطح خود بهمقدار 6/2 میلی مول در لیتر ثبت شده است .

آب سنگین چیست؟

آب سنگین چیست؟ 


آب خالص ماده ای است بی رنگ، بی بو و بدون طعم. فرمول شیمیایی آب H۲O است، یعنی هر مولكول آب از اتصال دو اتم هیدروژن به یك اتم اكسیژن ساخته شده است. نكته ای كه باید در نظر داشت آن است كه عنصر هیدروژن همانند بسیاری دیگر از عنصرهای طبیعت ایزوتوپ هایی دارد كه عبارتند از H ۲ كه با D دوتریم و H ۳كه با T تریتیم نمایش می دهند. برای آشنا شدن با تفاوت این ایزوتوپ ها بهتر است یك بار دیگر ساختار اتم را به یادآوریم. 


ساختار اتم اتم كوچكترین بخش سازنده یك عنصر شیمیایی است كه هنوز هم خواص شیمیایی آن عنصر را دارد. خود اتم ها از سه جزء ساخته شده اند: الكترون، پروتون و نوترون. پروتون و نوترون در درون هسته اتم قرار دارد و الكترون به دور هسته اتم می گردد. الكترون بار منفی و جرم بسیار كمی دارد. پروتون بار مثبت و نوترون بدون بار است. جرم پروتون و نوترون برابر و حدود ۱۸۷۰ بار سنگین تر از الكترون است، بنابر این بخش عمده جرم یك اتم درون هسته آن قرار دارد. ایزوتوپ: ایزوتوپ به صورت های گوناگون یك عنصر گفته می شود كه جرم آنها با هم تفاوت داشته باشد. تفاوت ایزوتوپ های مختلف یك عنصر از آنجا ناشی می شود كه تعداد نوترون های موجود در هسته آنها با هم تفاوت دارد. البته تعداد پروتون های تمام اتم های یك عنصر از جمله ایزوتوپ ها با هم برابر است. برای مثال عنصر هیدروژن دارای سه ایزوتوپ است: H هیدروژن كه در هسته خود فقط یك پروتون دارد، بدون نوترون. H ۲یا D دوتریم كه در هسته خود یك پروتون و یك نوترون دارد و H ۳ یا H تریتیم كه یك پروتون و دو نوترون دارد. از آنجایی كه خواص شیمیایی یك عنصر به تعداد پروتون های هسته مربوط است، ایزوتوپ های مختلف در خواص شیمیایی با هم تفاوت ندارند، بلكه خواص فیزیكی آنها با هم متفاوت است. عمده هیدروژن های طبیعت H یا هیدروژن معمولی است و فقط ۰۱۵۰ درصد آن را دوتریم تشكیل می دهد، یعنی از هر ۶۴۰۰ اتم هیدروژن، یكی دوتریم است. حال در نظر بگیرید كه به جای یك اتم هیدروژن معمولی در مولكول آب H۲O اتم D بنشیند. آن وقت مولكول HDO به وجود می آید كه به آن آب نیمه سنگین می گویند. اگر جای هر دو اتم هیدروژن، دوتریم بنشیند، D۲O به وجود می آید كه به آن آب سنگین می گویند. خواص فیزیكی آب سنگین تا حدودی با آب سبك یا آب معمولی تفاوت دارد.با توجه به جانشینی D به جای H در آب سنگین، انرژی پیوندی پیوند های اكسیژن هیدروژن در آب تغییر می كند و در نتیجه خواص فیزیكی و به ویژه خواص زیست شناختی آب عوض می شود.
تاریخچه تولید آب سنگین والتر راسل در سال ۱۹۲۶ با استفاده از جدول تناوبی «مارپیچ» وجود دو تریم را پیش بینی كرد. هارولد یوری یكی از شیمیدانان دانشگاه كلمبیا در سال ۱۹۳۱ توانست آن را كشف كند. گیلبرت نیوتن لوئیس هم در سال ۱۹۳۳ توانست اولین نمونه از آب سنگین خالص را با استفاده از روش الكترولیز تهیه كند. هوسی و هافر نیز در سال ۱۹۳۴ از آب سنگین استفاده كردند و با انجام اولین آزمون های ردیابی زیست شناختی به بررسی سرعت گردش آب در بدن انسان پرداختند. تولید آب سنگین: در طبیعت از هر ۳۲۰۰ مولكول آب یكی آب نیمه سنگین HDO است. آب نیمه سنگین را می توان با استفاده از روش هایی مانند تقطیر یا الكترولیز یا دیگر فرآیندهای شیمیایی از آب معمولی تهیه كرد. هنگامی كه مقدار HDO در آب زیاد شد، میزان آب سنگین نیز بیشتر می شود زیرا مولكول های آب هیدروژن های خود را با یكدیگر عوض می كنند و احتمال دارد كه از دو مولكول HDO یك مولكول H۲O آب معمولی و یك مولكول D۲O آب سنگین به وجود آید. برای تولید آب سنگین خالص با استفاده از روش های تقطیر یا الكترولیز به دستگاه های پیچیده تقطیر و الكترولیز و همچنین مقدار زیادی انرژی نیاز است، به همین دلیل بیشتر از روش های شیمیایی برای تهیه آب سنگین استفاده می كنند. 
كاربرد های آب سنگین آب سنگین در پژوهش های علمی در حوزه های مختلف از جمله زیست شناسی، پزشكی، فیزیك و... كاربردهای فراوانی دارد كه در زیر به چند مورد آن اشاره می كنیم. طیف سنجی تشدید مغناطیسی هسته: در طیف سنجی تشدید مغناطیسی هسته NMR هنگامی كه هسته مورد نظر ما هیدروژن و حلال هم آب باشد از آب سنگین استفاده می كنند. در این حالت چون سیگنال های اتم هیدروژن مورد نظر با سیگنال های اتم هیدروژن آب معمولی تداخل می كند، می توان از آب سنگین استفاده كرد، زیرا خواص مغناطیسی دوتریم و هیدروژن با هم تفاوت دارد و سیگنال دوتریم با سیگنال های هیدروژن تداخل نمی كند. 
كند كننده نوترون آب سنگین در بعضی از انواع رآكتورهای هسته ای نیز به عنوان كند كننده نوترون به كار می رود. نوترون های كند می توانند با اورانیوم واكنش بدهند.از آب سبك یا آب معمولی هم می توان به عنوان كند كننده استفاده كرد، اما از آنجایی كه آب سبك نوترون های حرارتی را هم جذب می كنند، رآكتورهای آب سبك باید اورانیوم غنی شده اورانیوم با خلوص زیاد استفاده كنند، اما رآكتور آب سنگین می تواند از اورانیوم معمولی یا غنی نشده هم استفاده كند، به همین دلیل تولید آب سنگین به بحث های مربوط به جلوگیری از توسعه سلاح های هسته ای مربوط است. رآكتورهای تولید آب سنگین را می توان به گونه ای ساخت كه بدون نیاز به تجهیزات غنی سازی، اورانیوم را به پلوتونیوم قابل استفاده در ------ اتمی تبدیل كند. البته برای استفاده از اورانیوم معمولی در ------ اتمی می توان از روش های دیگری هم استفاده كرد. كشورهای هند، اسرائیل، پاكستان، كره شمالی، روسیه و آمریكا از رآكتورهای تولید آب سنگین برای تولید ------ اتمی استفاده كردند.با توجه به امكان استفاده از آب سنگین در ساخت سلاح هسته ای، در بسیاری از كشورها دولت تولید یا خرید و فروش مقدار زیاد این ماده را كنترل می كند. اما در كشورهایی مثل آمریكا و كانادا می توان مقدار غیر صنعتی یعنی در حد گرم و كیلوگرم را بدون هیچ گونه مجوز خاصی از تولید كنندگان یا عرضه كنندگان مواد شیمیایی تهیه كرد. هم اكنون قیمت هر كیلوگرم آب سنگین با خلوص ۹۸۹۹درصد حدود ۶۰۰ تا ۷۰۰ دلار است. گفتنی است بدون استفاده از اورانیوم غنی شده و آب سنگین هم می توان رآكتور تولید پلوتونیوم ساخت. كافی است كه از كربن فوق العاده خالص به عنوان كند كننده استفاده شود از آنجایی كه نازی ها از كربن ناخالص استفاده می كردند، متوجه این نكته نشدند در حقیقت از اولین رآكتور اتمی آزمایشی آمریكا سال ۱۹۴۲ و پروژه منهتن كه پلوتونیوم آزمایش ترینیتی و ------ مشهور «Fat man» را ساخت، از اورانیوم غنی شده یا آب سنگین استفاده نمی شد. 
آشكار سازی نوترینو رصد خانه نوترینوی سادبری در انتاریوی كانادا از هزار تن آب سنگین استفاده می كند. آشكار ساز نوترینو در اعماق زمین و در دل یك معدن قدیمی كار گذاشته شده تا مئون های پرتو های كیهانی به آن نرسد. هدف اصلی این رصدخانه یافتن پاسخ این پرسش است كه آیا نوترینوهای الكترون كه از همجوشی در خورشید تولید می شوند، در مسیر رسیدن به زمین به دیگر انواع نوترینوها تبدیل می شوند یا خیر. وجود آب سنگین در این آزمایش ها ضروری است، زیرا دوتریم مورد نیاز برای آشكارسازی انواع نوترینوها را فراهم می كند. 
آزمون های سوخت و ساز در بدن از مخلوط آب سنگین با ۱۸O H۲ آبی كه اكسیژن آن ایزوتوپ ۱۸O است نه ۱۶O برای انجام آزمایش اندازه گیری سرعت سوخت و ساز بدن انسان و حیوانات استفاده می شود. این آزمون سوخت و ساز را معمولا آزمون آب دوبار نشان دار شده می نامند. 
تولید تریتیم هنگامی كه دوتریم رآكتور آب سنگین یك نوترون به دست می آورد به تریتیم ایزوتوپ دیگر هیدروژن تبدیل می شود. تولید تریتیم به این روش به فناوری چندان پیچیده ای نیاز ندارد و آسان تر از تولید تریتیم به روش تبدیل نوترونی لیتیم ۶ است. تریتیم در ساخت نیروگاه های گرما هسته ای كاربرد دارد.

نفتالین

نفتالین

  

نفتالین
align="center" colspan="2
شناسنامه
نام گذاری آیوپاک نفتالین
نام های دیگر قیر سفید،کافورقیر
قرص بید
فرمول مولکولی C۱۰H۸
SMILES C۱(C=CC=C۲)=C۲C=CC=C۱
جرم مولی ۱۲۸٫۱۷ g/mol
نما(ظاهر) قرص/بلورهای جامد سفید
CAS number [۹۱-۲۰-۳]
ویژگی ها
چگالی و حالت فیزیکی ۱٫۱۴ g/cm۳
حلالیت در آب حل نشدنی درآب
دمای ذوب 79.5 °C
دمای جوشش ۲۱۸ °C
ایمنی
NFPA ۷۰۴ تصویر:nfpa_r0.pngتصویر:nfpa_f2.pngتصویر:nfpa_h2.png
دمای فلش ۷۹ - ۸۷ °C
دمای اشتعال خودبه خودی ۵۲۵ °C
R/S statement R: ۲۰, ۲۱, ۲۲, ۳۶, ۳۷, ۳۸, ۴۳, ۴۵
S: ۱۶, ۲۶, ۳۶, ۳۷, ۳۹, ۴۵
RTECS شماره ی QJ۰۵۲۵۰۰۰
ترموشیمی
ΔfH۰گاز ۹۵٫۳۵ kJ/mol
ΔfH۰مایع ۵۰٫۶۳ kJ/mol
ΔfH۰جامد ۳۷٫۶۳ kJ/mol
S۰گاز, ۱ بار ۲۳۸٫۶۶ J/mol·K
S۰مایع، ۱ بار ۱۲۱٫۵۲ J/mol·K
S۰جامد ? J/mol·K
ساختار
نمای مولکولی هرمی در N
گشتاور دوقطبی ?D
ترکیب های وابسته
هیدرات های وابسته هیدروژن پراکسید
ترکیب های وابسته آمونیاک،
منو متیل هیدرازین،
دی متیل هیدرازین،
فنیل هیدرازین
به جز بجش های گفته شده،داده های داده شده در باره ی
ماده ها در
شرایط استاندارد(در ۲۵°C, ۱۰۰ کیلو پاسکال)
بسته ی داده های شیمیایی وسرزدنی ها(مرجع ها)ی ویکی پدیا
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

نفتالین که به نام های «آلبوکربن»، «کافور قیر»، «قیر سفید» یا «نفتن» نیز گفته می شود؛ یک هیدروکربنجامد، سفید وآروماتیک است که به نمای گلوکه های کوچک به بازار می آیند نفتالین به تندیفرازش(تصعید) می یابد و بخاری بسیار آتش زا دارد.مولکولنفتالین از دو حلقهٔ جوش خورده ی بنزن ساخته شده است.آن از زغال سنگ به دست می آید و به فتالیک انیدرید برای ساختپلاستیکها،رنگ‌ها و حل کنندهها به کار می رود. نفتالین برایگندزدایی وحشره کشی(بیشتر حل شده درمتانول) کاربرد فراوانی دارد. نفتالین را برای جلوگیری از بید زدن پوشاک نیز به کار می برند.

 تاریخچه

سال ۱۸۱۹ و ۱۸۲۰ ،دست کم دو شیمیدان مادهٔ جامد سفیدی با بوی زننده گزارش کردند که از تقطیرزغال سنگ به دست می آید. سال ۱۸۲۱،جان کید(John Kidd) بسیاری از ویژگی های این ماده ها و روش‌های فرآوری آن ها پیدا کرد و نام نفتالین را برای این ماده پیشنهاد کرد(چون این ماده از گونه‌ای نفتا -که نام گسترده ای که برای آمیخته ای از هیدروکربن های فرار و آتشگیر که زغال سنگ را نیز دربرمی گیرند؛ می شود.- به دست آمده بود.)

منابع

  • از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد.

Thermodynamics

Thermodynamics
A branch of physics that assumed major stature during the 19th century was thermodynamics. It began by disentangling the previously confused concepts of heat and temperature, by arriving at meaningful definitions, and by showing how they could be related to the heretofore purely mechanical concepts of work and energy
Heat and Temperature
A different sensation is experienced when a hot or a cold body is touched, leading to the qualitative and subjective concept of temperature. The addition of heat to a body leads to an increase in temperature (as long as no melting or boiling occurs), and in the case of two bodies at different temperatures brought into contact, heat flows from one to the other until their temperatures become the same and thermal equilibrium is reached. To arrive at a scientific measure of temperature, scientists used the observation that the addition or subtraction of heat produced a change in at least one well-defined property of a body. The addition of heat, for example, to a column of liquid maintained at constant pressure increased the length of the column, while the heating of a gas confined in a container raised its pressure. Temperature, therefore, can invariably be measured by one other physical property, as in the length of the mercury column in an ordinary thermometer, provided the other relevant properties remain unchanged. The mathematical relationship between the relevant physical properties of a body or system and its temperature is known as the equation of state. Thus, for an ideal gas, a simple relationship exists between the pressure, p, volume V, number of moles n, and the absolute temperature T, given by pV = nRT, where R is the same constant for all ideal gases. Boyle's law, named after the British physicist and chemist Robert Boyle, and Gay-Lussac's law or Charles's law, named after the French physicists and chemists Joseph Louis Gay-Lussac and Jacques Alexandre César Charles, are both contained in this equation of state (see Gases).
Until well into the 19th century, heat was considered a massless fluid called caloric, contained in matter and capable of being squeezed out of or into it. Although the so-called caloric theory answered most early questions on thermometry and calorimetry, it failed to provide a sound explanation of many early 19th-century observations. The first true connection between heat and other forms of energy was observed in 1798 by the Anglo-American physicist and statesman Benjamin Thompson who noted that the heat produced in the boring of cannon was roughly proportional to the amount of work done. In mechanics, work is the product of a force on a body and the distance through which the body moves during its application
 
The First Law of Thermodynamics
The equivalence of heat and work was explained by the German physicist Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz and the British mathematician and physicist William Thomson, 1st Baron Kelvin, by the middle of the 19th century. Equivalence means that doing work on a system can produce exactly the same effect as adding heat; thus the same temperature rise can be achieved in a gas contained in a vessel by adding heat or by doing an appropriate amount of work through a paddle wheel sticking into the container where the paddle is actuated by falling weights. The numerical value of this equivalent was first demonstrated by the British physicist James Prescott Joule in several heating and paddle-wheel experiments between 1840 and 1849.
That performing work or adding heat to a system were both means of transferring energy to it was thus recognized. Therefore, the amount of energy added by heat or work had to increase the internal energy of the system, which in turn determined the temperature. If the internal energy remains unchanged, the amount of work done on a system must equal the heat given up by it. This is the first law of thermodynamics, a statement of the conservation of energy. Not until the action of molecules in a system was better understood by the development of the kinetic theory could this internal energy be related to the sum of the kinetic energies of all the molecules making up the system.
 
The Second Law of Thermodynamics
While the first law indicates that energy must be conserved in any interactions between a system and its surroundings, it gives no indication whether all forms of mechanical and thermal energy exchange are possible. That overall changes in energy proceed in one direction was first formulated by the French physicist and military engineer Nicolas Léonard Sadi Carnot, who in 1824 pointed out that a heat engine (a device that can produce work continuously while only exchanging heat with its surroundings) requires both a hot body as a source of heat and a cold body to absorb heat that must be discharged. When the engine performs work, heat must be transferred from the hotter to the colder body; to have the inverse take place requires the expenditure of mechanical (or electrical) work. Thus, in a continuously working refrigerator, the absorption of heat from the low temperature source (the cold space) requires the addition of work (usually as electrical power), and the discharge of heat (usually via fanned coils in the rear) to the surroundings (see Refrigeration). These ideas, based on Carnot's concepts, were eventually formulated rigorously as the second law of thermodynamics by the German mathematical physicist Rudolf Julius Emanuel Clausius and by Lord Kelvin in various alternate, although equivalent, ways. One such formulation is that heat cannot flow from a colder to a hotter body without the expenditure of work.
From the second law, it follows that in an isolated system (one that has no interactions with the surroundings) internal portions at different temperatures will always adjust to a single uniform temperature and thus produce equilibrium. This can also be applied to other internal properties that may be different initially. If milk is poured into a cup of coffee, for example, the two substances will continue to mix until they are inseparable and can no longer be differentiated. Thus, an initial separate or ordered state is turned into a mixed or disordered state. These ideas can be expressed by a thermodynamic property, called the entropy (first formulated by Clausius), which serves as a measure of how close a system is to equilibrium—that is, to perfect internal disorder. The entropy of an isolated system, and of the universe as a whole, can only increase, and when equilibrium is eventually reached, no more internal change of any form is possible. Applied to the universe as a whole, this principle suggests that eventually all temperature in space becomes uniform, resulting in the so-called heat death of the universe.
Locally, the entropy can be lowered by external action. This applies to machines, such as a refrigerator, where the entropy in the cold chamber is being reduced, and to living organisms. This local increase in order is, however, only possible at the expense of an entropy increase in the surroundings; here more disorder must be created.
This continued increase in entropy is related to the observed nonreversibility of macroscopic processes. If a process were spontaneously reversible—that is, if, after undergoing a process, both it and all the surroundings could be brought back to their initial state—the entropy would remain constant in violation of the second law. While this is true for macroscopic processes, and therefore corresponds to daily experience, it does not apply to microscopic processes, which are believed to be reversible. Thus, chemical reactions between individual molecules are not governed by the second law, which applies only to macroscopic ensembles.
From the promulgation of the second law, thermodynamics went on to other advances and applications in physics, chemistry, and engineering. Most chemical engineering, all power-plant engineering, and air-conditioning and low-temperature physics are just a few of the fields that owe their theoretical basis to thermodynamics and to the subsequent achievements of such scientists as Maxwell, the American physicist Willard Gibbs, the German physical chemist Walther Hermann Nernst, and the Norwegian-born American chemist Lars Onsager

پلاسما چیست؟

پلاسما چیست؟
   اغلب مشاهده شده که نیروی الکترومغناطیسی باعث ایجادساختار(منظم)شده یعنی اتمهاوملکولهاوجامدات کریستالی راتثبیت می نماید.درحقیقت نتایج (اثرات)نیروی مغناطیسی که بیش از همه موردمطالعه قرارگرفته اندموضوع ومبحث شیمی وفیزیک جامدات را تشکیل داده که هردومبحث برشناخت سازه های اساسأاستاتیک بسط یافته اند.


   سیستم های دارای ساختار منظم انرژی چسبندگی بیشتری نسبت به انرژی حرارتی پیرامونی دارند.اگراین سازه ها در محیطی باحرارت کافی قرارگیرند تجزیه می شوند یعنی کریستال ها ذوب می شوند و نظم مولکولی به هم می ریزد .در دمای نزدیک یا بالاتر از انرژی یونیزاسیون اتمی،اتمها نیز به الکترون های با بارمنفی ویون های با بار مثبت تجزیه می شوند.این ذرات بارداربه هیچ وجه آزاد نبوده ودرحقیقت به شدت تحت تاثیر میادین الکترومغناطیسی یکدیگر قرار می گیرند.با این حال چون بارها دیگر چسبیده نیستند،ترکیب ومونتاژآنها قادر به حرکات مشترک با پیچیدگی و قدرت بالا خواهند بود.چنین ترکیبی پلاسما نامیده می شوند.


   البته سیستم های دارای چسبندگی می توانند سازه وساختاربا چسبندگی بالا را نشان دهند مانند مولکول پروتئین .پیچیدگی در پلاسما به نوعی متفاوت بوده ومعمولأبه صورت موقثی وفضایی بیان می شوند.پلاسما بیشتردارای ویژگی تحریک تغییرات مختلف وضعیتهای مشترک دینامیکی است.


   چون تجزیه حرارت ،قبل ازیونیزه شدن ،چسبندگی واتحاد بین اتمی رامی شکند،بیشترپلاسماهای زمینی با حالت گازشروع می شوند.در حقیقت بعضی مواقع پلاسمابه عنوان گازی تلقی می شود که به اندازه ای یونیزه شده که عملکرد پلاسما مانند از خود بروزدهد. توجه داشته باشید که عملکرد پلاسما مانند پس از بخش نسبتأکمی از گازی که یونیزه شده رخ می دهد. بنابراین گازهایی که تااندازه ای یونیزه شده اند دارای ویژگی شبیه به بیشترنشانه های خارق العاده مخصوص گازهای کاملأ یونیزه شده هستند.


   پلاسماهایی که ازیونیزه شدن گازهای خنثی ناشی می شود عمدتأ حاوی تعداد مساوی ناقل های مثبت و منفی هستند. در این حالت مایعات دارای بارمخالف کاملأ به هم چسبیده و درمقیاسهای طول واقعی (ماکروسکوپی) تلاش می کنند همدیگررا خنثی نمایند چنین پلاسماهایی شبه خنثی نامیده می شوند (شبیه به خاطراینکه انحرافات کوچک ازخنثی بودن کامل اثرات مهم دینامیکی برای وضعیتهای پلاسمای خاصی دارد.)پلاسماهای غیری خنثی قوی که ممکن است بارهای فقط از یک نوع را داشته باشند،اصولاًدرآزمایشات لابراتواری رخ داده ،توازن آن ها به وجود میادین مغناطیسی شدید که حول آن مایع باردارمی چرخد بستگی دارد.


   بعضی مواقع مشاهده شده که95%(یا99%،اینکه بخواهید چه کسی را تخت تأثیرقراردهید )ازطبیعت ازپلاسما تشکیل شده است.این نظریه دارای ویژگی دوجانبه کاملاًجالب فیزیک وتقریباً غیرممکن بودن رد کردن (یاتاییدکردن)آن است.با این حال،لازم است به وجود و عمومیت داشتن محیط پلاسما اشاره شود.در دوران اولیه جهان،همه چیز در حالت پلاسما بوده است.دردوران کنونی،ستارگان،سحابیها وحتی فضای بین ستارگان از پلاسما پرشده اند.درمنظومه شمسی نیز پلاسما به شکل بادهای خورشیدی جریان داشته و زمین نیز کاملاً توسط پلاسمایی که درمیدان مغناطیسی زمین قرارگرفته احاطه شده است.


   یافتن پلاسمای زمینی نیزمشکل نیست . چنین حالاتی دررعدوبرق ،لامپهای فلورسنت ،انواع آزمایشات لابراتواری ومجموعه درحال رشد فرایندهای صنعتی رخ می دهند.درحقیقت تخلیه برق (رعدو برق ) اخیراً هسته ی اصلی صنعت مونتاژوساخت مدارات ریز (میکرو)را تشکیل می دهد.سیستم های مایع وحتی جامدی که بعضی مواقع می توانند اثرات مشترک الکترومغناطیسی که دارای ویژگی پلاسما را دارند از خود بروزدهند.مثلاًجیوه مایع دارای بسیاری ازوضعیتهای دینامیکی مانند امواج آلفن( ALFVEN ) بوده که درپلاسماهای معمولی رخ می دهد.


   تاریخچه مختصری ازفیزیک پلاسما


   اگر کلبول های مختلف خون ازآن جدا شوند آنچه که باقی می ماند مایعی شفاف است که توسط دانشمندان پزشکی چک (که برگرفته از کلمه یونانی به معنای ژله یا ماده قابل شکل گیری است)پلاسما نامیده شد.جانزپورکنژ شیمیدان آمریکایی (1869-1787)برنده جایزه نوبل اولین بارازاین اصطلاح برای تشریح یک گازیونیزه شده در1927استفاده نموده،لانگمورازنحوه جابجایی یونها الکترونها توسط جریان الکتریسیته به چگونگی انتقال گلبولهای سفید وقرمز توسط پلاسما پی برد.لامگوربه همراه همکارش لویی تونکس ویژگیهای شیمیایی وفیزیکی حبابهای الکتریکی دارای المان تنگستن را برای   یافتن راهی برای افزایش عمرمفید تنگستن مورد مطالعه قراردادند (که این هدفی بود که نهایتاً بدست آمده).درطی فرایند وی فرضیه (غلاف پلاسما)یعنی لایه های مرزی که بین پلاسماهای یونیزه شده وسطوح جامد تشکیل می شوند را ارايه نمود.وی همچنین دریافت که مناطق ونواحی خاصی از لوله و مجرای تخلیه پلاسما دارای تغییرات نوبه ای تراکم الکترونی بوده که امروز امواج لانگمور نامیده می شوند.این مبنا و پایه فیزیک پلاسما بود.امروز تحقیقات


لانگمور مبنای تئوریک بیشترروشهای فرآوری پلاسما برای ساخت مدارات مجتمع را تشکیل میدهند.پس از لانگمور تحقیقات پلاسما به تدریج دربخشهای دیگرنیز گسترش یافت که از این میان پنج بخش اهمیت خاصی دارند.


   1- توسعه و پیشرفت بخش امواج رادیویی منجر به کشف یوسفر زمین شد که لایه ای است دارای گازهای تقریباً یونیزه شده دراتمسفربالایی با قابلیت انعکاس امواج رادیویی و موید این حقیقت که اگرفرستنده بالاتراز افق قرارگیرد می تواند امواج رادیویی را منعکس نماید. متاسفانه بعضی مواقع یوسفر امواج رادیویی را جذب ومنحرف می نماید. مثلاً میدان مغناطیسی زمین باعث می شود امواج با ویژگیهای مغناطیسی پلاریزه متفاوت با سرعتهای مختلف انتشاریابند که این تاثیری     است که باعث به وجود آمدن امواج سایه ای ghost signals (یعنی امواجی که قبل یا بعد از موج اصلی می رسند)می شود.جهت درک واصلاح بعضی ازنقایص درارتباطات رادیویی دانشمندان متعددی ازجمله آپلتون وبادن به طورسیستماتیک فرضیه انتشارامواج الکترومغناطیسی غیریکنواخت را ارائه نمودند.


   2- دانشمندان فیزیک نجومی خیلی سریع دریافتند که بیشتر(بخش اعظم)جهان از پلاسما تشکیل شده و اینکه درک وشناخت بهترفیزیک نجومی شناخت و درک بهترفیزیک پلاسما را می طلبد. دراین زمینه یکی از پیشگامان،هانس آلفن Hannes Alfven  بود که درحدود سال 1940 فرضیه هیدرودینامیک مغناطیسی یا MHD را ارائه نمود که درآن با پلاسما اساساً به عنوان یک مایع هادی برخورد می شود. از این فرضیه به شکلی گسترده و موفقیت آمیز برای بررسی لکه های خورشیدی، شعله های خورشیدی، بادهای شمسی، تشکیل ستارگان و مجموعه ای از دیگر موضوعات درفیزیک نجومی استفاده شده است. دو موضوع دارای اهمیت و توجه خاص درفرضیهMHD ارتباط مجدد مغناطیسی و فرضیه دینامو ( Dynamo ) هستند. ارتباط مجدد مغناطیسی Magnetic reconnection   فرآیندی است که در آن خطوط میدان مغناطیسی ناگهان تغییر ساختارداده می توانند باعث تبدیل ناگهانی بخش اعظمی از انرژی مغناطیسی به انرژی حرارتی و شتاب و تسریع برخی از ذرات باردار به انرژی بالا شده و اغلب به عنوان مکانیزم بنیادی ورای شعله های خورشیدی شناخته می شوند. درفرضیه دینامو اینکه چگونه حرکت مایع MHD باعث افزایش تولید میدان مغناطیسی ماکروسکوپی می شود و مورد مطالعه قرار می گیرد. این فرایند مهم است چون میادین مغناطیسی خورشیدی وزمینی تقریباً سریع تحلیل خواهند رفت اگرتوسط تاثیر دینامو حفظ نشوند. میدان مغناطیسی زمین حرکت هسته مذاب ،که می توان با آن به عنوان مایع MHD با تقریبی قابل قبول برخورد نمود ، حفظ می شود.


   3- تولید بمب اتمی در 1952 توجه همگان را تا اندازه زیادی به گداخت حرارتی هسته ای کنترل شده به عنوان منبع قدرت ممکنه برای آینده جلب نمود. ابتدا این تحقیق به صورت مخفیانه و مستقل توسط   آمریکا ، روسیه و انگلستان صورت گرفت . با این حال در 1958 این تحقیقات علنی شده و منجر به انتشارات مقالات بسیار مهم و تاثیر گذار در اواخر دهه 1950 و اوایل دهه 1960 شد. اگر بخواهیم دقیق تر صحبت کنیم فیزیک پلاسمای تئوریک دراین سالها ابتدا به عنوان یک روش کاملاً مبتنی بر ریاضی ارائه شد . جای تعجب نیست که (بگوییم) فیزیکدانان گداختی بیشتر با شناخت و بررسی اینکه چگونه می توان پلاسمای هسته ای حرارتی را اکثراً توسط میدان مغناطیسی به دام انداخت و بررسی نا پایداریهای پلاسما که باعث فرار (از کنترل خارج شدن ) آن می شود سروکار دارند.


   4- کشف جیمز وان آس در ارتباط با کمربند های تشعشعی اطراف زمین با استفاده از اطلاعات ارسالی توسط ماهواره اکسپلو در آمریکا در 1958 مبنای شروع بررسی سیستماتیک ماگنتو سفر به کمک ماهواره بوده و زمینه فیزیک پلاسمای فضایی باز نمود. دانشمندان علوم فضایی فرضیه به دام انداختن (کنترل) پلاسما توسط میدان مغناطیسی را از تحقیقات گداختی یعنی فرضیه امواج پلاسما از فیزیک یونسفری وایده ارتباط مجدد مغناطیسی به عنوان مکانیزمی برای آزادسازی انرژی و شتاب ذرات از فیزیک نجومی گرفتند.


   5- توسعه نیرو با قدرت بالا در دهه 1960 زمینه را برای فیزیک پلاسمای لیزری باز نمود. وقتی یک طیف لیزری با قدرت بـالا بـا هـدفـی جـامـد برخورد نماید مواد سریعاً ذوب شده و در ناحیه (مرز) بین طیف و هدف پلاسما تشکیل می شود پلاسمای لیزری ویژگیهای تقریبا خاصی (مانند تراکم های خاص جامدات ) داشته که در بیشتر پلاسماهای معمولی یافت نمی شوند. یکی از کاربردهای اصلی پلاسمای لیزری در روشی است که انرژی گداختی به کار رفته و تحت عنوان گداخت حبسی داخلی شناخته می شود. در این روش از طیفهای لیزری کاملاً تمرکز یافته برای انفجار داخلی یک هدف جامد کوچک تا زمانیکه تراکم و دمای خاص گداخت هسته ای (یعنی مرکز و هسته بمب هیدروژنی ) بدست آید . کار برد جالب دیگر فیزیک پلاسمای هسته ای استفاده از میادین الکتریکی بسیار قوی برای شتاب ذرات است که زمانی تولید می شوند که موج لیزر با شدت بالا از پلاسما عبور نماید . فیزیکدانان انرژی بالا امید دارند (بتوانند )از روشهای شتاب پلاسمابری کاهش چشمگیر ابعاد و هزینه شتاب دهنده های ذرات استفاده نمایند.          


 


      منابع :


     کتاب مقدمه ای بر فیزیک پلاسما- قسمت مقدمه


     نویسنده : ریچارد فیتزپاتریک- استاد فیزیک دانشگاه تگزاس و آستین   

انرژي خورشيدي

 انرژي خورشيدي
خورشيد عامل و منشاء انرژي‌هاي گوناگوني است كه در طبيعت موجود است از جمله: سوخت‌هاي فسيلي كه در اعماق زمين ذخيره شده‌اند، انرژي آبشارها و باد، نمو گياهان كه حيوانات و انسان براي رشد خود از آلفا استفاده مي‌كنند، كليه مواد آلي كه قابل تبديل به انرژي حرارتي و مكانيكي هستند، امواج درياها، قدرت جزر و مد كه بر اساس جاذبه و حركت زمين به دور خورشيد و ماه حاصل مي‌شود، اينها همه نمادهائي از انژي خورشيدي هستند. وابستگي شديد جوامع صنعتي به منابع انرژي بخصوص سوختهاي نفتي و بكارگيري و مصرف بي‌رويه آنها منابع عظيمي را كه طي قرون متمادي در لايه‌هاي زمين تشكيل شده بود تخليه مي‌نمايد با توجه به اينكه منابع زيرزميني انرژي باد سرعت فوق‌العاده‌اي مصرف مي‌شوند و در آينده‌اي نه چندان دور چيزي از آنها باقي نخواهد ماند نسل فعلي وظيفه دارد به آن دسته از منابع انرژي كه داراي عمر و توان زياد است روي آورد و دانش خود را براي بهره‌برداري از آنها گسترش دهد.


خورشيد يكي از دو منبع مهم انرژي است كه بايد به آن روي آورد كه در ضمن به تكنولوژي پيشرفته و پرخرج نيز نياز نداشته و مي‌تواند به عنوان يك منبع مفيد و تامين كننده انرژي در اكثر نقاط جهان بكار گرفته شود به علاوه استفاده از آن انرژي هسته‌اي، خطر و اثرات نامطلوبي از خود باقي نمي‌گذارد و براي كشورهائي كه فاقد منابع زيرزميني هستند مناسبترين راه براي دسترسي به نيرو و رشد و توسعه اقتصاد مي‌باشد.


  شناخت انرژي خورشيدي و استفاده از آن براي منظورهاي مختلف به زمان ما قبل تاريخ باز مي‌گردد. مهمترين روايتي كه در رابطه با استفاده از تابش خورشيد بيان شده داستان ارشميدس دانشمند و مخترع بزرگ يونان قديم مي‌باشند كه ناوگان روم را با استفاده از انرژي حرارتي خورشيد به آتش كشيد. گفته مي‌شود كه ارشميدس با نصب تعداد زيادي آئينه‌هاي كوچك مربعي شكل در كنار يكديگر كه روي پايه متحرك قرار داشت اشعه خورشيد را از راه دور روي كشتيهاي روميان متمركز ساخته و به اين ترتيب آنها را به آتش كشيده است. به همين علت از ارشميدس به عنوان بنيانگذار استفاده از تابش خورشيد نام مي‌برند در حاليكه منابع مصري قديميتر از آن است.


در عصر حاضر از انرژي خورشيدي توسط سيستم‌هاي مختلف و براي مقاصد متفاوت استفاده و بهره‌گيري مي‌شود كه عبارتند از:


1)       سيستم‌هاي فتوبيولوژيك: تغييراتي كه در حيات و زيست گياهان و جانداران به وسيله نور خورشيد و فتوسنتز ايجاد مي‌گردد فرآيند كود حيوانات و استفاده از گاز آن.


2)    سيستم‌هاي فتوشيميايي: تغييرات شيميايي در اثر نور خورشيد – الكتروليزرهاي نوري – سلولهاي فتوولتاژئيك الكتروشيمي – تاسيسات تهيه هيدروژن.


3)       سيستم‌هاي فتو ولتائيك: تبديل انرژي خورشيدي به انرژي الكتريكي – سلولهاي خورشيدي


4)    سيستمهاي حرارتي و برودتي: شامل سيستمهاي تهيه آب گرم -   گرمايش و سرمايش ساختمانها – تهيه آب شيرين – سيستمهاي انتقال و پمپاژ – سيستمهاي توليد فضاي سبز (گلخانه‌ها) – خشك‌كنها و اجاقهاي خورشيدي – سيستمهاي سردسازي – برجهاي نيرو – خشك‌كن خورشيدي.


در مورد پيدايش خورشيد فرضيه‌اي كه بيشتر مورد قبول واقع شده، اين است كه منشاء ايجاد خورشيد توده‌اي ابري شكل گازهائي هستند كه تشكيل دهنده عمده آنها هيدروژن بوده است. در مرحله اول و در نتيجه نيروي جاذبه مركزي، ذرات هيدروژن روي هم متراكم شده و در اثر تراكم، تصادم شديدي بين ذرات هيدروژن بوجود آمده و در نتيجه افزايش بيش از حد فشار و دما، تحولات هسته‌اي پديد آمده و حاصل آن آزاد شدن منابع عظيم انرژي بوده است از مجموع انرژي تابشي خورشيد كه بوسيله زمين و جو آن دريافت مي‌شود در حدود 35 درصد آن مجدداً به فضاي خارج از جو بازتاب مي‌گردد. قسمت اعظم اين بازتابي در جو زمين در برخورد اشعه با ابرها و غبارهاي جوي انجام مي‌گيرد و بخش كمتري از آن، در سطح زمين در نتيجه انعكاس اشعه بوسيله آبها – برفها و سنگريزه‌ها حادث مي‌شود.


قسمتي از باقيمانده انرژي، در حين عبور از جو زمين، در اثر برخورد با ذرات هوا و غبار و بخار آب موجود در جو، به دفعات زياد تغيير مسير داده و پس از اين برخوردها، به صورت تشعشعات پراكنده به سطح زمين و يا فضاي خارج تابيده مي‌شود. همچنين در حدود 10 الي 15 درصد انرژي تشعشعي دريافت شده از خورشيد، به وسيله ذرات بخار آّب – كربن دي‌اكسيد و ازون موجود در جو زمين جذب مي‌شود.


  قابل توجه است كه در طبقات فوقاني جو زمين، گاز ازون تقريباً تمام اشعه ماوراء‌بنفش را جذب مي‌كند و اين تصفيه اشعه از نظر سلامت زندگي انسانها حائز اهميت فوق‌العاده ايست زيرا كه اشعه ماوراء بنفش در پوست و چشم انسان تأثيرات بسيار نامطلوب دارد. بخار آب و كربن دي‌اكسيد در طبقات تحتاني جو زمين، اشعه مادون قرمز را جذب مي‌كند.


1)       سيستم‌هاي فتوبيولوژي:


عملكرد فتوسنتز در گياهان قديمي‌ترين روشها استفاده از انرژي خورشيدي است گياهان انرژي خورشيد را جذب كرده و با كمك آن گاز كربنيك و آب را به مواد قندي تبديل مي‌كنند. همچنين در اين فعل و انفعالات گياهان اكسيژن را آزاد و نيتروژن و مواد فسفري را كه براي ادامه حيات و رشد خود لازم دارند جذب مي‌كنند. نتيجه اين فرآيند، ذخيره‌سازي بيولوژيكي انرژي خورشيدي مي‌باشد انرژي ذخيره شده در گياهان از طريق سوزاندن چوب و يا تهيه سوختهائي از قبيل الكل و متان بازيابي مي‌شود.


2)       سيستم‌هاي شيمي خورشيدي:


اين سيستم‌ها به دو دسته كلي تقسيم مي‌شوند.


الف) سيستم‌هاي فتوشيميائي كه در آنها از نور خورشيد در عمليات شيميايي استفاده مي‌شود.


ب) سيستم‌هاي هليوترميك در آنها از حرارت خورشيد به عنوان يك منبع حرارتي بهره‌گيري شده و عمليات شيميايي انجام مي‌گيرد. براي تهيه سوختي مثل هيدروژن از روش فتوشيميايي و يا از روش حرارتي در الكتروليز استفاده مي‌شود و هيدروژن ذخيره شده را براي توليد انرژي مكانيكي – حرارتي و الكتريكي و غيره بكار برد.


عمليات فتوسنتز در گياهان و تشكيل سوختهاي فسيلي در زيرزمين، و ذخيره‌سازي بيولوژيكي انرژي خورشيد در موارد و بالاخره تهيه سوختهائي از قبيل الكل و متان و هيدروژن، همگي تابع يك سري فعل و انفعالات شيميايي بوده و مي‌توان آنها را بخشي از سيستم‌هاي شيمي خورشيدي به حساب آورد.


  در سالهاي 1969 دو پژوهشگر ژاپني نتيجه تحقيقات خود را به عنوان رشته جديدي از سلول‌هاي الكتروليز اعلام كردند اين دو پژوهشگر يك صفحه تيتانيوم دي‌اكسيد ( Tio ) جريان الكتريكي بين دو قطب كاتدوآند برقرار شده و آب نيز به دو عنصر تشكيل دهنده خود يعني اكسيژن و هيدروژن استفاده كرد. تهيه الكتريسته با استفاده از سلولهاي خورشيدي در رشته شيمي نيز استفاده از الكتروليز امكان‌پذير بوده به علاوه از سلولهاي فتوالكتروليت، براي تجزيه شيميايي و تهيه و ذخيره هيدروژن با روشهاي گوناگون استفاده مي‌شود.


3)    سيستم‌هاي فتو ولتائيك: سيستمي كه در آن انرژي خورشيدي بدون بهره‌گيري از مكانيزم‌هاي متحرك و شيميايي به انرژي الكتريكي تبديل شود، اثر آن را فتو ولتائيك مي‌نامند. عاملي كه در اين فرآيند بكار مي‌رود سلول خورشيدي ناميده مي‌شود. حدود 35 سال پيش براي اولين بار و به عنوان مولد الكتريكي در سفينه‌هاي فضائي از اين سلول‌ها استفاده گرديد و مدتي است كه بهره‌گيري از آنها در زمين نيز تداول شده است سلول‌هاي خورشيدي قادرند انرژي خورشيدي را بازدهي معادل 5 تا 20 درصد مستقيماً به الكتريسته تبديل كنند. اگر چه انرژي الكتريكي نوري هنوز به ميزان كافي از لحاظ اقتصادي مقرون به صرفه نمي‌باشد ولي در سالهاي اخير كاهش چشمگيري در هزينه‌هاي مربوط به بهره‌برداري از اين سيستم‌ها مشاهده گرديده و انتظار مي‌رود در آينده نيز با تحقيقات لازم در نوع سلولهاي نوري، كاهش قيمت ادامه يابد ولي نبايد فراموش كرد در مناطق دور و در جاهائي كه دسترسي به سوخت و الكتريسته ارزان مقدور نباشد از سيستم‌هاي فتو ولتائيك استفاده مي‌شود. با استفاده از انرژي خورشيد و سلول‌هاي خورشيدي و با ايجاد اختلاف پتانسيل فشار الكتريكي در نيمه‌ هادئي كه بطور مناسب ساخته شده‌اند الكتريسته توليد مي‌شود. امروزه مؤثرترين و ارزانترين سلولهاي خورشيدي ماده‌اي به نام سيليسيم مي‌باشد. ماسه يكي از منابع مهم سيليسيم بوده كه پس از پالايش آن كريستالهاي سيليسيم بدست مي‌آيد و پس از بريده شدن بصورت صفحه آماده مي‌شود.


سيسليسيم يك نيمه هادي است كه به طور خالص از نظر هدايت الكتريكي هادي ضعيفي است ولي اگر در موقع پالايش به آن فسفر اضافه شود بار منفي (الكترون) پيدا كرده و در صورتيكه بود اضافه شود بار مثبت (حفره) پيدا مي‌كند. نوع اول را سيليسيم «نوع N » و نوع دوم را سيليسيم «نوع P » مي‌نامند مي‌دانيم كه سيليسيم داراي 4 الكترون در مدار خارجي خود مي‌باشد. هنگامي كه تعدادي اتم فسفر به داخل كريستال سيليسيم وارد شود با توجه به اينكه فسفر داراي 5 الكترون در مدار خارجي خود دارد 4 الكترون مدار خارجي فسفر با 4 الكترون مدار خارجي فسفر با 4 الكترون مدار خارجي سيليسيم يك مدار بوجود آورده و به اين ترتيب يك الكترون به صورت آزاد باقي مانده يعني سيليسيم با بار منفي باردار شده و نيمه‌هادي نوع N بوجود مي‌آيد. از طرفي اگر بجاي فسفر از اتم بور كه سه الكترون در مدار خارجي دارد استفاده شود حفره‌هائي كه مثل الكترون قابليت حركت دارند ايجاد شده و سيليسيم بطور مثبت باردار مي‌شود يعني نيمه‌هادي نوع P بوجود مي‌آيد. حال اگر يك طرف يك سيليسيم نوع P را از نوع N الكترونهاي آزاد و اتم‌هاي فسفر با بار مثبت وجود دارند. حال اگر يك فوتون (ذره‌اي از نور) به اتصال P-N برخورد كند. الكترون از اتم سيليسيم جدا كرده و در نتيجه حفره بوجود آورد. حفره‌هاي مزبور تحت تأثير ميدان موجود به سمت ناحيه P و الكترون به سوي ناحيه N حركت كرده و اين دو حركت مخالف با بارهاي مختلف، يك جريان الكتريكي بوجود مي‌آورند. با اتصال كنتاكتهائي به رويه‌هائي قطعات نيمه هادي، مداري تشكيل مي‌شود كه اجازه برگشت الكترون‌ها را به اتصال نوع ‌ P از ميان يك بار خارجي مي‌دهد.


4)       سيستم‌هاي حرارتي خورشيدي ( THERMAL SOLAR ENERGY )


روش‌هاي گرما خورشيدي، با استفاده از انواع كلكتورها و روش‌هاي غيرفعال، جهت جذب كردن و جمع‌آوري انرژي حرارتي خورشيد طراحي شده، و براي منظورهائي از قبيل گرم كردن آب و هوا و توليد بخار و سرد كردن و... بكار برده شده‌اند.


سيستم‌هاي گرما خورشيدي را مي‌توان به ترتيب زير طبقه‌بندي كرد:


1) سيستم‌هاي آب گرم خورشيدي

2) سيستم‌هاي گرمايش و سرمايش ساختمانها

3) سيستم‌هاي تهيه آب شيرين و آب مقطرگيري

4) سيستم‌هاي انتقال پمپاژ

5) سيستم‌هاي توليد فضاي سبز

6) سيستم‌هاي خشك‌كنن و خوراك پز خورشيدي

7) سيستم‌هاي سرد كننده خورشيدي

8) برجهاي نيرو نيروگاههاي خورشيدي

 


منابع:


1)    كتاب راهنماي طرحهاي انرژي خورشيدي در ايران، اصغر حاجي سقطي، استاديار دانشگاه علم و صنعت ايران، چاپ اول مهر 1370، انتشارات دانشگاه علم و صنعت ايران


2)       نگرشي بر سيستم‌هاي استفاده از انرژي خورشيدي نويسنده دكتر مجيد رئوفي راد


3)       اصول كاربردي حرارتي انرژي خورشيدي ترجمه و تأليف دكتر محمد علي عبدني


4)       مهندسي گرما و خورشيدي، تأليف پيتر.جي.لاند ترجمه دكتر حسين پناهنده

آبکاری

نگاه کلی

فرایند آبکاری معمولا″ با فلزات گرانبها چون طلا و نقره ‌و کروم جهت افزایش ارزش فلزات پایه مانند آهن ‌و مس ‌و غیره و همچنین ایجاد روکشی بسیار مناسب (در حدود میکرومتر) برای استفاده از خواص فلزات روکش کاربرد دارد. این خواص می‌تواند رسانایی الکتریکی و جلوگیری از خوردگی باشد. فعل و انفعال بین فلزها با واسطه‌های محیطی موجب تجزیه و پوسیدگی آنها می‌شود چون فلزها میل بازگشت به ترکیبات ثابت را دارند. پوسیدگی فلز ممکن است به صورت شیمیایی(توسط گازهای خشک و محلولهای روغنی گازوئیل و نفت و مانند اینها) و یا الکتروشیمیایی (توسط اسیدها و بازها و نمک‌ها) انجام پذیرد. طبیعت و میزان خوردگی به ویژگی‌های آن فلز٬ محیط و حرارت وابسته است. روشهای زیادی برای جلوگیری از خوردگی وجود دارد که یکی از آنها ایجاد روکشی مناسب برای فلزها می‌باشد و معمول‌ترین روشهای روکش فلزها عبارتنداز: رنگین کردن فلزات ٬ لعابکاری ٬ آبکاری با روکش پلاستیک٬ حفاظت کاتدیک‌ و آبکاری با فلزات دیگر.

اصول آبکاری

به طور کلی ترسیب فلز با استفاده از یک الکترولیت را می‌توان به صورت واکنش زیر نشان داد:
فلز <-------- (الکترون) z + کاتیون فلزی

ترسیب فلز با روشهای زیر انجام می‌شود:

آبکاری الکتریکی

در این روش ترسیب گالوانیک یک فلز بر پایه واکنشهای الکتروشیمیایی صورت می‌گیرد. هنگام الکترولیز در سطح محدود الکترود/الکترولیت در نتیجه واکنشهای الکتروشیمیایی الکترون‌ها یا دریافت می‌شوند (احیا) و یا واگذار می‌شوند (اکسیداسیون). برای اینکه واکنشها در جهت واحد مورد‌ نظر ادمه یابند لازم است به طور مداوم از منبع جریان خارجی استفاده شود. واکنشهای مشخص در آند و کاتد همچنین در الکترولیت همیشه به صورت همزمان صورت می‌گیرند. محلول الکترولیت باید شامل یونهای فلز رسوب‌کننده باشد و چون یونهای فلزها دارای بار مثبت می باشند به علت جذب بارهای مخالف تمایل به حرکت در جهت الکترود یا قطبی که دارای الکترون اضافی می‌باشد (قطب منفی یا کاتد) را دارند. قطب مخالف که کمبود الکترون دارد قطب مثبت یا آند نامیده می‌شود. به طور کلی سیکل معمول پوشش‌دهی را می‌توان به صورت زیر در نظر گرفت:
- یک اتم در آند یک یا چند الکترون از دست می‌دهد و در محلول پوشش‌دهی به صورت یون مثبت در می‌آید.
- یون مثبت به طرف کاتد یعنی محل تجمع الکترون‌ها جذب شده و در جهت آن حرکت می‌کند.
- این یون الکترون‌های از دست داده را در کاتد به دست آورده و پس از تبدیل به اتم به صورت جزیی از فلز رسوب می‌کند.

قوانین فارادی

قوانین فارادی که اساس آبکاری الکتریکی فلزها را تشکیل می‌دهند نسبت بین انرژی الکتریکی و مقدار عناصر جا به جا شده در الکترودها را نشان می‌دهند.

  • قانون اول: مقدار موادی که بر روی یک الکترود ترسیب می‌شود مستقیما″ با مقدار الکتریسیته‌ای که از الکترولیت عبور می‌کند متناسب است.
  • قانون دوم :مقدار مواد ترسیب شده با استفاده از الکترولیت‌های مختلف توسط مقدار الکتریسیته یکسان به صورت جرم‌هایی با اکی‌والان مساوی از آنهاست.
بر اساس این قوانین مشخص شده است که 96500 کولن الکتریسیته (یک کولن برابر است با جریان یک آمپر در یک ثانیه) لازم است تا یک اکی‌والان گرم از یک عنصر را رسوب دهد یا حل کند.

آبکاری بدون استفاده از منبع جریان خارجی

هنگام ترسیب فلز بدون استفاده از منبع جریان خارجی الکترون‌های لازم برای احیای یون‌های فلزی توسط واکنش‌‌های الکتروشیمیایی تامین می‌شوند. بر این اساس سه امکان وجود دارد:

  • ترسیب فلز به روش تبادل بار (تغییر مکان‌) یا فرایند غوطه‌وری: اساس کلی این روش بر اصول جدول پتانسیل فلزها پایه‌ریزی شده است. فلزی که باید پوشیده شود باید پتانسیل آن بسیار ضعیف‌تر (فلز فعال) از پتانسیل فلز پوشنده (فلز نجیب) باشد. و فلزی که باید ترسیب شود باید در محلول به حالت یونی وجود داشته باشد. برای مثال به هنگام غوطه‌ور نمودن یک میله آهنی در یک محلول سولفات مس فلز آهن فعال است و الکترون واگذار می‌کند و به شکل یون آهن وارد محلول می‌شود. دو الکترون روی میله آهن باقی می‌ماند. یون مس دو الکترون را دریافت کرده احیا می‌شود و بین ترتیب مس روی میله آهن می‌چسبد. و هنگامی که فلز پایه که باید پوشیده شود (مثلا آهن) کاملا″ توسط فلز پوشنده (مثلا مس) پوشیده شود آهن دیگر نمی‌تواند وارد محلول شود و الکترون تشکیل نمی‌شود و در نتیجه عمل ترسیب خاتمه می‌یابد. موارد استعمال این روش در صنعت آبکاری عبارت است از: مس‌اندود نمودن فولاد٬ نقره‌کاری مس و برنج٬ جیوه‌کاری٬ حمام زنکات٬ روشهای مختلف کنترل و یا آزمایش٬ جمع‌آوری فلز از حمام‌های فلزات قیمتی غیر قابل استفاده (طلا) با استفاده از پودر روی.

  • ترسیب فلز به روش اتصال: این روش عبارت است از ارتباط دادن فلز پایه با یک فلز اتصال. جسم اتصال نقش واگذارکننده الکترون را ایفا می‌کند. برای مثال هنگامی که یک میله آهنی (فلز پایه) همراه یک میله آلومینیومی٬ به عنوان جسم اتصال در داخل یک محلول سولفات مس فرو برده می‌شود٬ دو فلز آهن و آلومینیوم به جهت فعالتر بودن از مس٬ به صورت یون فلزی وارد محلول می‌شوند و روی آنها الکترون باقی می‌ماند و چون فشار انحلال آلومینیوم از آهن بیشتر است از این رو اختلاف پتانسیلی بین دو فلز ایجاد شده و الکترون‌ها در روی یک سیم رابط٬ از سوی آلومینیوم به طرف آهن جاری می‌شوند. بنابراین مشاهده می‌شود که مقدار زیادی از یونهای مس محلول روی آهن ترسیب می‌شوند. ضخامت قشر ایجاد شده نسبت به روش ساده تبادل بار بسیار ضخیم‌تر است. از روش اتصال برای پوشش‌کاری فلزات پیچیده استفاده می‌شود.

  • روش احیا: ترسیب فلز با استفاده از محلولهای حاوی مواد احیا کننده٬ روش احیا نامیده می‌شود. یعنی دراین روش الکترونهای لازم برای احیای یونهای فلزات توسط یک احیا کننده فراهم می‌شود. پتانسیل احیا کننده‌ها باید از فلز پوشنده فعالتر باشند٬ اما بابد خاطر نشان ساخت که اختلاف پتانسیل به دلایل منحصرا″ کاربردی روکش‌ها٬ نباید بسیار زیاد باشد. برای مثال هیپوفسفیت سدیم یک احیا کننده برای ترسیب نیکل است ولی برای ترسیب مس که نجیب‌تر است٬ مناسب نیست. مزیت استفاده از این روش در این است که می‌توان لایه‌هایی با ضخامت دلخواه ایجاد نمود. زیرا اگر مقدار ماده احیا کننده در الکترولیت ثابت نگه داشته شود می‌توان واکنش ترسیب را کنترل نمود. به ویژه غیر هادی‌ها را نیز بعد از فعال نمودن آنها٬ می‌توان پوشش‌کاری کرد.

آماده سازی قطعات برای آبکاری

برای بدست آوردن یک سطح فلزی مناسب نخستین عملی است که با دقت باید صورت گیرد٬ زیرا چسبندگی خوب زمانی به وجود می‌آید که فلز پایه٬ سطحی کاملا تمیز و مناسب داشته باشد. بدین علت تمام لایه‌ها و یا قشرهای مزاحم دیگر از جمله کثافات٬ لکه‌های روغنی٬ لایه‌های اکسید٬ رسوبات کالامین که روی آهن در درجه‌های بالا ایجاد می‌شوند را از بین برد. عملیات آماده سازی عبارتند از:

  • سمباده‌کاری و صیقل‌کاری: طی آن سطوح ناصاف را به سطوح صاف و یکنواخت تبدیل می‌کنند.
  • چربی‌زدایی: طی آن چربی‌های روی سطح فلزات را می‌توان توسط عمل انحلال٬ پراکندگی٬ امولسیون٬ صابونی کردن و یا به روش تبادل بار از بین برد.
  • پرداخت: انحلال شیمیایی قشرهای حاصل از خوردگی روی سطح فلزات را پرداخت کردن می‌نامند که اساسا″ به کمک اسیدهای رقیق و در بعضی موارد توسط بازها انجام می‌گیرد.
  • آبکشی٬ خنثی‌سازی٬ آبکشی اسیدی٬ خشک کردن: خنثی‌سازی برای از بین بردن مقدار کم اسید یا مواد قلیایی که در خلل و فرج قطعه باقی می‌مانندو همچنین آبکشی اسیدی برای جلوگیری از امکان تشکیل قشر اکسید نازک غیر قابل رؤیت که موجب عدم چسبندگی لایه الکترولیتی می‌شود.

تصویر

موقعیت های استفاده از نانوتکنولوژی صنایع آبکاری

در سالهای اخیر نانوتکنولوژی که همان علم و تکنولوژی کنترل و بکارگیری ماده در مقیاس نانومتر است٬ تحقیقات فزاینده و موقعیت‌های تجاری زیادی را در زمینه‌های مختلف ایجاد نموده است. یک جنبه خاص از نانوتکنولوژی به مواد دارای ساختار نانویی یعنی موادی با بلورهای بسیار ریز که اندازه آنها معمولا کمتر از 100 میکرومتر است می‌پردازد٬ که این مواد برای اولین بار حدود دو دهه قبل به عنوان فصل مشترکی معرفی شدند. این مواد نانوساختاری با سنتز الکتروشیمیایی تولید شده‌اند که دارای خواصی از قبیل٬ استحکام٬ نرمی‌ و سختی٬ مقاومت به سایش٬ ضریب اصطکاک٬ مقاومت الکتریکی٬ قابلیت انحلال هیدروژن و نفوذپذیری٬ مقاومت به خوردگی موضعی و ترک ناشی از خوردگی تنشی و پایداری دمایی را دارا هستند. دریچه‌های آبکاری الکتریکی برای سنتز این ساختارها با استفاده از تجهیزات و مواد شیمیایی مرسوم برای طیف گستره‌ای از فلزات خالص و آلیاژها گشوده شده است. یک روش مقرون به صرفه برای تولید محصولاتی با اشکال بسیار متفاوت از پوششهای نازک و ضخیم٬ فویلها و صفحه‌ها با اشکال غیر ثابت تا اشکال پیچیده شکل‌یافته با روشهای الکتریکی است. از این رو فرصتهای قابل توجهی برای صنعت آبکاری وجود دارد تا نقش تعیین‌کننده‌ای را در گسترش کاربردهای جدید نانوتکنولوژی ایفا نماید که این امر به آسانی با تکیه بر اصول قابل پیش‌بینی متالوژیکی که در سالیان گذشته مشخص شده قابل تحقق است.

انواع تقطیر

دید کلی

در اینجا ، منظور از تقطیر ، در واقع جداسازی فیزیکی برشهای نفتی در پالایشگاه است که اساس آن اختلاف در نقطه جوش هیدروکربنهای مختلف است. هر چه هیدروکربن ، سنگینتر باشد، نقطه جوش آن زیاد است و هر چه هیدروکربن سبکتر باشد، زودتر خارج می‌شود. در این مقاله انواع روشهای تقطیر را در برج تقطیر بررسی می‌کنیم.

img/daneshnameh_up/5/55/refinery.jpg

تقطیر تبخیر ناگهانی

در این نوع تقطیر ، مخلوطی از مواد نفتی که قبلا در مبدلهای حرارتی و یا کوره گرم شده‌اند، بطور مداوم به ظرف تقطیر وارد می‌شوند و تحت شرایط ثابت ، مقداری از آنها به صورت ناگهانی تبخیر می‌شوند. بخارات حاصله بعد از میعان و مایع باقیمانده در پایین برج بعد از سرد شدن به صورت محصولات تقطیر جمع آوری می‌شوند. در این نوع تقطیر ، خلوص محصولات چندان زیاد نیست.

تقطیر با مایع برگشتی (تقطیر همراه با تصفیه)

در این روش تقطیر ، قسمتی از بخارات حاصله در بالای برج ، بعد از میعان به صورت محصول خارج شده و قسمت زیادی به داخل برج برگردانده می‌شود. این مایع به مایع برگشتی موسوم است. مایع برگشتی با بخارات در حال صعود در تماس قرار داده می‌شود تا انتقال ماده و انتقال حرارت ، صورت گیرد. از آنجا که مایعات در داخل برج در نقطه جوش خود هستند، لذا در هر تماس مقداری از بخار ، تبدیل به مایع و قسمتی از مایع نیز تبدیل به بخار می‌شود.

نتیجه نهایی مجوعه این تماسها ، بخاری اشباع از هیدروکربنهای با نقطه جوش کم و مایعی اشباع از مواد نفتی با نقطه جوش زیاد می‌باشد.در تقطیر با مایع برگشتی با استفاده از تماس بخار و مایع ، می‌توان محصولات مورد نیاز را با هر درجه خلوص تولید کرد، مشروط بر اینکه به مقدار کافی مایع برگشتی و سینی در برج موجود باشد. بوسیله مایع برگشتی یا تعداد سینیهای داخل برج می‌توانیم درجه خلوص را تغییر دهیم. لازم به توضیح است که ازدیاد مقدار مایع برگشتی باعث افزایش میزان سوخت خواهد شد. چون تمام مایع برگشتی باید دوباره به صورت بخار تبدیل شود.

امروزه به علت گرانی سوخت ، سعی می‌شود برای بدست آوردن خلوص بیشتر محصولات ، به جای ازدیاد مایع برگشتی از سینیهای بیشتری در برجهای تقطیر استفاده شود. زیاد شدن مایع برگشتی موجب زیاد شدن انرژی می‌شود. برای همین ، تعداد سینیها را افزایش می‌دهند. در ابتدا مایع برگشتی را 100درصد انتخاب کرده و بعد مرتبا این درصد را کم می‌کنند و به صورت محصول خارج می‌کنند تا به این ترتیب دستگاه تنظیم شود.

img/daneshnameh_up/d/d8/rtyuopl.jpg

انواع مایع برگشتی

  • مایع برگشتی سرد: این نوع مایع برگشتی با درجه حرارتی کمتر از دمای بالای برج تقطیر برگردانده می‌شود. مقدار گرمای گرفته شده ، برابر با مجموع گرمای نهان و گرمای مخصوص مورد نیاز برای رساندن دمای مایع به دمای بالای برج است.

  • مایع برگشتی گرم: مایع برگشتی گرم با درجه حرارتی برابر با دمای بخارات خروجی برج مورد استفاده قرار می‌گیرد.

  • مایع برگشتی داخلی: مجموع تمام مایعهای برگشتی داخل برج را که از سینی‌های بالا تا پایین در حرکت است، مایع برگشتی داخلی گویند. مایع برگشتی داخلی و گرم فقط قادر به جذب گرمای نهان می‌باشد. چون اصولا طبق تعریف اختلاف دمایی بین بخارات و مایعات در حال تماس وجود ندارد.

  • مایع برگشت دورانی: این نوع مایع برگشتی ، تبخیر نمی‌شود. بلکه فقط گرمای مخصوص معادل با اختلاف دمای حاصل از دوران خود را از برج خارج می‌کند. این مایع برگشتی با دمای زیاد از برج خارج شده و بعد از سرد شدن با درجه حرارتی کمتر به برج برمی‌گردد. معمولا این نوع مایع برگشتی در قسمتهای میانی یا درونی برج بکار گرفته می‌شود و مایع برگشتی جانبی هم خوانده می‌شود. اثر عمده این روش ، تقلیل حجم بخارات موجود در برج است.

نسبت مایع برگشتی

نسبت حجم مایع برگشتی به داخلی و محصول بالایی برج را نسبت مایع برگشتی گویند. از آنجا که محاسبه مایع برگشتی داخلی نیاز به محاسبات دقیق دارد، لذا در پالایشگاهها ، عملا نسبت مایع برگشتی بالای برج به محصول بالایی را به عنوان نسبت مایع برگشتی بکار می‌برند.

تقطیر نوبتی

این نوع تقطیرها در قدیم بسیار متداول بوده، ولی امروزه بعلت نیاز نیروی انسانی و ضرورت ظرفیت زیاد ، این روش کمتر مورد توجه قرار می‌گیرد. امروزه تقطیر نوبتی ، صرفا در صنایع دارویی و رنگ و مواد آرایشی و موارد مشابه بکار برده می‌شود و در صنایع پالایش نفت در موارد محدودی مورد استفاده قرار می‌گیرد. بنابراین در موارد زیر ، تقطیر نوبتی از نظر اقتصادی قابل توجه می‌باشد.


  • تقطیر در مقیاس کم

  • ضرورت تغییرات زیاد در شرایط خوراک و محصولات مورد نیاز

  • استفاده نامنظم از دستگاه

  • تفکیک چند محصولی

  • عملیات تولید متوالی با فرآیندهای مختلف

img/daneshnameh_up/7/7f/pala.jpg

تقطیر مداوم

امروزه بعلت اقتصادی بودن مداوم در تمام عملیات پالایش نفت از این روش استفاده می‌شود. در تقطیر مداوم برای یک نوع خوراک مشخص و برشهای تعیین شده شرایط عملیاتی ثابت بکار گرفته می‌شود. بعلت ثابت بودن شرایط عملیاتی در مقایسه با تقطیر نوبتی به مراقبت و نیروی انسانی کمتری احتیاج است. با استفاده از تقطیر مداوم در پالایشگاهها مواد زیر تولید می‌شود:

گاز
اتان و متان بعنوان سوخت پالایشگاه ، گاز پروپان و بوتان بعنوان گاز مایع و خوراک واحدهای پتروشیمی ، بنزین موتور و نفتهای سنگین بعنوان خوراک واحدهای تبدیل کاتالیستی برای تهیه بنزین با درجه آروماتیسیته بالاتر ، حلالها ، نفت سفید ، سوخت جت سبک و سنگین ، نفت گاز ، خوراک واحدهای هیدروکراکینگ و واحدهای روغن سازی ، نفت کوره و انواع آسفالتها.

غروب ماه به سبك انسل آدامز و طلوع آفتاب در دوبي مه‌آلود

غروب ماه به سبك انسل آدامز

پيتر اسيك، اين منظره را در كوهستان داناهوپس كاليفرنيا ثبت و براي نشنال‌جئوگرافيك ارسال كرده است. كادربندي، چشم‌انداز سياه‌وسفيد و موقعيت ماه در تصوير، آثار انسل آدامز فقيد را به ذهن متبادر مي‌كند.

طلوع آفتاب در دوبي مه‌آلود 

هر سال حوالي ماه اكتبر / مهر، شهر دوبي مه سنگيني را در آغاز روز تجربه مي‌كند. رطوبت بالاي هوا در كنار افت شديد دما باعث پديد آمدن چنين شرايط جوي در بامداد اين شهر حاشيه جنوبي خليج فارس مي‌شود.

منظره برج‌هاي مرتفع اين شهر بخصوص برج خليفه، بلندترين ساختمان حال حاضر در جهان كه از ميان توده‌هاي مه سربه‌فلك كشيده‌اند، به هنگام طلوع آفتاب ديدني است. 

منبع: خبر آنلاين

انجمن دوباره در اوج

سلام دوستان

می خوایم اگه شد دوباره سایتو راه اندازی کنیم

منتظر مطالب جدید باشید

نیرو چیست؟

درسته ! نیرو چیست ؟ آن قدر این واژه را شنیده ایم و در علوم  و فیزیک ، و حتی در زندگی روزمره به کار می بریم که دیگر برایمان به صورت مفهومی بدیهی و  بی نیاز از تعریف جلوه می کند  . به طوری که وقتی از کسی می پرسید نیرو چیست؟ می گوید : "نیرو ، نیرو ست دیگه ." بعد اگر بپرسید : "یعنی چه نیرو ، نیرو ست دیگه ؟" می گوید :" یعنی میتونه برامون کاری انجام بدهد." بعد اگر بپرسید : " پس انرژی چیست ؟" می گوید:" انرژی هم یه جورایی همون نیرو ست و با هم ارتباط نزدیکی دارن ." این پرسش و پاسخ های بی سرو ته ! می تواند همین جوری ادامه پیدا کند و دست آخر هم این پاسخ را بشنوید که "این دیگه بدیهی است."

ادامه نوشته

اصطلاحات انگلیسی شماره 2

A burnt child dreads the fire
مارگزیده از ریسمان سیاه و سفید می ترسد
***
A cat has nine lives
سگ 7 تا جون داره
***
A leopard cannot change his spots
توبه گرگ مرگ است
***
A man is known by the company he keeps

ادامه نوشته

اوربیتال G

ما در گذشته آموختیم که چهار نوع اوربیتال با نام های s , p , d , f وجود دارد اما امروز قصد داریم اوربیتال جدیدی با نام G را به شما معرفی کنیم.اوربیتال 0 با حرف s، اوربیتال 1باحرف p، اوربیتال 2 با حرف d، اوربیتال 3 با حرف f و اوربیتال4 با حرف g نمایش داده می‌شوند.

عکس شکل سه بعدی اوربیتال :


ادامه نوشته

توليد عنصر سوپرسنگين با عدد اتمى 114 تصويب شد

دانشمند‌ان دپارتمان انرژى در آزمايشگاه ملى لارنس برکلى موفق شدند، توليد عنصر فوق‌العاده سنگين با عدد اتمى 114 را اثبات کنند.
تاييد اين عنصر درست 10 سال پس از اين که يک گروه از محققان در روسيه در آزمايشگاه مشترک تحقيقات هسته‌اى «دوبنا» براى اولين بار ادعاى ساخت آن را مطرح کردند، صورت گرفت.
هينو نيچ ــ رييس گروه هسته‌يى و پرتوشيمى عناصر سنگين در آزمايشگاه بخش علوم هسته‌يى برکلى (NSD) و يک استاد شيمى از دانشگاه کاليفرنيا و همچنين کن گريگوريچ از دانشمند‌ان ارشد NSD سرپرستى اين تيم تحقيقاتى را بر عهده داشته‌اند که به طور مستقل وجود عنصر جديد را...
ادامه نوشته

عنصر 112 جدول تناوبی به رسمیت شناخته شد


اتحادیه بین المللی شیمی کاربردی برای اولین بار عنصر 112 جدول تناوبی عناصر شیمیایی را به رسمیت شناخت.
ادامه نوشته

برترین تصاویر علمی 2009

همشهری آنلاین:
ژورنال ساینس با همکاری انجمن ملی علوم آمریکا برندگان مسابقه بین‌المللی تصویرگری علوم و مهندسی 2009 را منتشر کرد.




تصاویر را در ادامه مطلب مشاهده بفرمایید ...

ادامه نوشته

بهترين تصاوير علمی سال 2008

قاصدک نیوز :مجله ساينس Science و بنياد علمي علوم، هر ساله بهترين عکس‌هاي علمي را انتخاب مي‌کنند. امسال ششمين دوره اين مسابقه عکاسي و تصويربرداري انجام شد و نتايج آن اعلام گرديد. امسال چندین عکس از آمريکا و برخی کشورهای ديگر دنيا در اين مسابقه شرکت داده شدند.


برای دیدن تصاویر به ادامه مطلب بروید...

ادامه نوشته

تلاش هاي لازم در مورد زمين شناسي زاگرس

تلاش­هاي کليدي لازم در مورد زمين شناسي زاگرس براياکتشاف و توليد مخازن هيدروکربوري در آينده

کشور ما سابقه درخشاني در اکتشاف مخازن هيدروکربوري دارد. ايران اولين کشوري در خاورميانه است که به اکتشاف مخازن نفتي دست يافت (26 مي 1908 ميلادي) و در حال حاضر يکي از غني­ترين کشورهاي داراي مخازن هيدروکربوري در دنياست. تجربه اکتشاف بيش از يکصد ميدان نفتي و گازي در طول مدت يک قرن فعاليت اکتشافي، ايران را در ميان کشورهاي دنيا منحصر به فرد کرده است. تخمين­هاي مختلفي از ميزان مخازن نفت و گاز در خاورميانه گزارش شده است. حدود 46-40 درصد مخازن گازي و 65-60 درصد مخازن نفتي در اين منطقه تمرکز يافته است. بيش از 98 درصد اين مخازن در حوضه خليج فارس و کشورهاي مجاور آن (شمال شرق پليت عربي) واقع شده است (Beydoun, 1998). عمدتاً ميادين اين منطقه دارای بيش از يک افق­ مخزني مي باشند. ارزيابی دقيقي در مورد مقادير ذخاير هيدروکربوري ايران گزارش نشده است.

به لحاظ زمين­شناسي، دلايل متعددي براي گسترش ايالت­هاي نفتي و گازي وسيع در اين ناحيه (زاگرس) وجود دارد (Beydoun, 1998). برخي از اين دلايل مهم شامل

ادامه نوشته

افسردگی چیست؟

افسردگی بیماری بسیار شایع عصر ماست. و در تمامی جهان روندی فزاینده دارد. این در حالی است كه حدود نیمی از مبتلایان به افسردگی یا از بیماری خود بی خبرند یا بیماری آنها چیزی دیگر تشخیص داده شده است.

افسردگی یك بیماری اختصاصی نیست بلكه در تماما سنین و همه نژادها، هم در زنان و هم در مردان ظاهر می شود. افسردگی بیماری ساده ای نیست بلكه انواع گوناگون دارد به طوری كه در بعضی افراد به صورت هایی ظاهر می شود كه ما عموماً آنها را افسردگی نمی شناسیم. افسردگی پس از آنكه درمان شد غالباً باز می گردد.

افسردگی مسائل گوناگونی به همراه دارد. غیراز مسائل پزشكی و اندوه كه بسیار شایع است، فرد مبتلا به افسردگی خود را در كارها مورد تبعیض و از نظر اجتماعی مطرود و حتی منفور خانواده خودش می بیند. گاهی انزوای همراه افسردگی، بیمارانی را كه وضعی درمان پذیر دارند به دوری از مردم یا به سوی مرگ سوق می دهد. درباره افسردگی خبرهای خوشی نیز وجود دارد: بیشتر انواع افسردگی قابل درمان اند.

ادامه نوشته

22 گونه از عجیب ترین حیوانات دنیا

بر اساس اعلام نظر کارشناسان محیط زیست، 28 جاندار عجیب‌ترین حیوانات بر روی کره زمین لقب گرفتند!

 

به گزارش ایسنا، اولین این جانداران یک نوع «موش‌کور» است که اغلب در امریکای شمالی یافت می‌شود. ‌این موش کور از آن جهت لقب عجیب‌ترین حیوان روی کره زمین را از آن خود کرده که به جای بینی بر روی پوزه خود، 22 بازوچه و حسگر دارد و از طریق آن‌ها می‌تواند غذای خود را بیابد. این جانور در باتلاق‌ها، دشت‌ها و مناطق پست زندگی می‌کند و اغلب جانوران بی مهره، حشرات آبزی، کرم و جانداران نرم‌تن نظیر حلزون‌ها را می‌خورد.

 

دومین موجود عجیب در این رده‌بندی، یک نوع مار تیز دندان از نژاد افعی است که با داشتن آرواره و پوزه‌ای بلند و نوع خاصی از دندان می‌تواند زهر خود را به بدن شکارش وارد کند.

 

بر اساس تحقیقات صورت گرفته توسط کارشناسان محیط زیست، امروزه تنها دو نوع از این مارها در حیات وحش زندگی می‌کنند یکی در «هائیتی» و «جمهوری دومینیکن» و دیگری در کوباست.

ادامه نوشته

شهرستان مهران (جغرافیا)


شهرستان مهران در باختر ايلام واقع شده است. اين شهرستان نگين سبز ايران نام گرفته است و پس از سه دهه در انزوا بودن اينك مهران مي تواند براي هميشه صبح صادق را بر سرزمين هزار و يك شب بتاباند. بيش از چند دهه مرز بين المللي مهران در منتهي اليه باختري كشور و در جنوب شهر ايلام به رغم 220 كيلومتر مرز مشترك با عراق و كم ترين فاصله يك شهر مرزي تا بغداد در انزوا و فراموشي به سر مي برد و حاصل اين انزوا بيش از سه دهه ركود اقتصادي بود. نام مهران در دوران هشت سال دفاع مقدس بر سر زبان ها افتاد. اين گذرگاه تاريخي از دير باز معبر و ممر مراودات تاريخي مردمان دو سوي مرز بوده و حاصل اين مراودات گسترده نزديكي فرهنگي و پيوندهاي خانوادگي و سرمايه‌گذاري هاي مشترك بر اراضي مستعد و نخلستان هاي پر ثمر منطقه است.

مرز مهران مناسب ترين و بهترين راه براي فعاليت هاي توريستي و زيارتي و هم چنين يكي از مناسب ترين و مطمئن ترين مناطق براي فعاليت اقتصادي است. شهر مرزي مهران حدود 12 كيلومتر تا نقطه صفر مرزي فاصله دارد و كم تر از 20 كيلومتر با شهر هاي كرد تبار بدره و زرباطيه عراق فاصله دارد و به عنوان حاقه اتصال مركز استان ايلام با مركز استان واسط و بغداد عراق در طول قرن ها مهم ترين گذرگاه ارتباطي مردمان دو سوي مرز بوده است. در بخش مركزي مهران مخاذن نفت و گاز طبيعي كشف شده و چاه هايي درآن حفر شده است.

ادامه نوشته

تاریخ نگاری ایران باستان

جشن رونمایی کتاب (یافته های تازه از ایران باستان ) نوشته (پروفسور والتر هینتس ) با ترجمه (دکتر پرویز رجبی ) و با حضور (علی دهباشی ) سردبیر مجله بخارا، دکتر (روزبه زرین کوب ) و تنی چند از محققان و پژوهشگران ایران باستان عصر روز سه شنبه ۱۵ اسفند ماه در تالار گفتگوی انتشارات ققنوس ناشر کتاب رونمایی شد.

این کتاب مشتمل بر ۱۰ فصل (جام سیمین نویافته از دوره ی ایلام کهن )، (سنگ نبشته ی خشایارشا از تخت جمشید)، (سنگ نبشته ی سه زبانه ی آرامگاه داریوش )، (عناصر مادی و ایلامی در دربار هخامنشی )، (هیئت های نمایندگی در نگاره های تخت جمشید)،(نگاره های اردشیر اول ساسانی )، (نگاره های صخره ای ساسانی در داراب )، (قیصرهای رومی در نگاره های شاپور اول )، (کردیر درنگاره های صخره ای ) و (نبشته های تازه یافته از روزگار ساسانیان ) است و جنبه های گوناگون و متنوعی از تاریخ ایران باستان را موردبررسی قرار می دهد.

در ابتدای این نشست زهره حسین زادگان ضمن خوش آمدگویی به میهمانان حاضر در جلسه ، مقدمه ی کتاب یافته های تازه از ایران باستان را برای علاقه مندان و مشتاقان این کتاب خواند. سپس دکتر پرویز رجبی مترجم کتاب با اشاره به کمبود منابع تاریخی گفت :کمبود منابع تاریخی در ایران قبل از اسلام کاملا مشهود است و هنوز ما نیازمند کتاب ها، مقالات و اسناد تاریخی بسیاری هستیم . منابع تاریخ باستان به نسبت کتاب هایی که در حوزه فلسفه ، ادب ، دین و سیاست منتشر می شود بسیار کم است و کسی داوطلب نیست که پا درراه دشوار تاریخ نگاری باستانی بگذارد.

ادامه نوشته

بهره وری و کارایی در اقتصاد ایران

طبیعی است که رسیدن به اهداف سند چشم‌انداز از جمله جایگاه برتر در منطقه، مقابله با فقر و ایجاد اشتغال برای مردم مستلزم این است که نرخ رشدهای بالای اقتصادی محقق شود. به همین جهت در برنامه چهارم توسعه در مجموع 8‌‌درصد رشد پیش بینی شده بود که 5/5‌درصد این رشد برای انباشت سرمایه و نیروی کار پیش‌‌بینی شده بود و قرار بر این بود که 5/2‌درصد از این رشد پیش‌بینی شده از طریق بهره‌وری تحقق پیدا کند‌ و این بدان معنی است که بهره‌وری کل عوامل که در برنامه سوم به طور متوسط سالانه 8دهم‌درصد رشد پیدا کرده، در برنامه چهارم به طور متوسط هر سال باید 5/2‌درصد رشد پیدا می‌کرد و اگر این امر محقق شود، یعنی بهره‌وری در مجموع 3/31‌درصد از کل رشد اقتصادی کشور را متکفل خواهد شد.
سند چشم‌انداز تصویری از شرایط و جامعه مطلوب ما در افق 20‌ساله ارائه می‌دهد و طبعا تمامی برنامه‌ها، فعالیت‌ها و جهت‌گیری‌ها و سیاست‌ها در نظام جمهوری اسلامی ایران باید در جهت تحقق اهداف این سند تنظیم شده و به مرحله اجرا دربیاید. در سند چشم‌انداز در افق 20‌ساله، ایران کشوری است توسعه‌یافته با جایگاه اول اقتصادی، علمی و فناوری در منطقه

ادامه نوشته

30 جمله فلسفی زیبا

1- آرزو دارم روزی این حقیقت به واقعیت مبدل شود که همه‌ی انسان‌ها برابرند. (مارتین لوتر‌کینگ)

2- بهتر است روی پای خود بمیری تا روی زانو‌هایت زندگی کنی. (رودی)

3- قطعاً خاک و کود لازم است تا گل سرخ بروید. اما گل سرخ نه خاک است و نه کود (پونگ)

4- بر روی زمین چیزی بزرگتر از انسان نیست و درانسان چیزی بزرگتر از فکر او. (همیلتون)

5- عمر آنقدر کوتاه است که نمی‌ارزد آدم حقیر و کوچک بماند. (دیزرائیلی)

ادامه نوشته

اصطلاحات انگلیسی شماره 1

Absence makes the hearts grow fonder

دوری و دوستی
***
All that glitters is not gold
هر گردی گردو نیست
***
As you make your bed, you must lie upon itهر کی خربزه می خوره پای لرزش هم میشینه
***
Beauty is in the eye of the beholderعلف باید به دهن بزی شیرین بیاد
***
Beauty is only skin deep
صورت زیبای ظاهر هیچ نیست

***

برای خواندن بقیه به ادامه مطلب بروید>>>

ادامه نوشته

سلاح ژ - 3

تاریخچه :

بعد از جنگ جهانی دوم دوبرادربه نام هکلروکوخ(1350) از بازمانده کارخانه موزرشروع به ساختاین سلاح کردند ودرسال (1359)تکمیل شد34 کشورازاین سلاحاستقبال کردند و7 کشورازجمله ایران ،آلمان، اسپانیا، پاکستان، پرتقال، سوئد ونروژ امتیاز ساخت این سلاح راخریدند که امروزه سلاح سازمانی ارتش ایران می باشد.

کالیبر7.62 میلی متر
تعداد خان4 چپ به راست
تعداد گام1.5 دور
طول سلاح102.5 سانتی متر
وزن سلاح4.4 کیلوگرم
سرعت اولیه800
نواخت تیر علمی550-600 در دقیقه
نواخت تیر عملی120-150 در دقیقه


متعلقات:

سرنیزه

شعله پوش مانور

دو پایه

دوربین

وسایل لوله جوفی

وسایل تنزیف

خشاب آلومینیمی

ساخت سياهچاله مصنوعي

در اصل، نظريه پرداران زماني مطالعات خودشان را بر روي سياه چاله ها متمركز كردند كه مي خواستند نظريه نسبيت عام انيشتين (كه بيان مي كرد كه چگونه جرم ناشي از اشيا از خميدگي فضا-زمان ناشي مي شود) را قبول كنند. پس از آن در سال 1974 فيزيكدان دانشكاه كمبريج، استفن هاوكينگ بر پايه كار ياكوب بكنشتينJacob Bekenstein نشان داد كه مكانيك كوانتومي را بايد با نسبيت عام پيوند دهيم.

هاوكينگ پيشنهاد داد كه لبه ي منطقه اي كه ديگر نور هم نمي تواند از آن بگذرد-افق رويداد- خودش مي بايستي ذراتي مانند نوترينو يا فوتون را منتشر كند. در مكانيك كوانتومي، اصل عدم قطعيت هايزنبرگ به ذرات اجازه مي دهد كه از مناطق خلا در هر زماني خارج شوند، اگر چه معمولا خيلي سريع بعد از آن از بين مي روند. ولي اگر دو ذره يكي در منطقه افق رويداد و ديگري بيرون از آن باشد آن گاه ذره اي كه در داخل محدوده ي افق رويداد باشد توسط سياه چاله جذب خواهد شد و ديگري كه بيرون از محدوده است مي تواند به راحتي حركت كند. براي ناظر در اين حالت سياه چاله همانند يك جسم حرارتي و اين ذرات "تابش هاوكينگ" سياه چاله خواهند بود...

ادامه نوشته

معماي هولمز

دنباله‌دارها همواره غافلگيركننده‌اند. ناگهان فوران مي‌كنند يا خلاف پيش‌بيني‌ها كم‌فروغ مي‌مانند. اين بار دنباله‌داري بسيار كم‌نور در اوايل آبان 1386 دچار فوران ناگهاني‌اي مي‌شود كه آن را فقط طي يك شبانه‌روز حدود يك ميليون بار درخشان‌تر مي‌كند، در حدّي كه از آن شب تا هفته‌ها بعد با چشم غير‌مسلح از شهرهاي بزرگ دنيا نيز ديده مي‌شده است. بابك امين‌تفرشي‌ شب يكم آبان ۱۳۸۶، كوهستاني در جزاير قناري، اقيانوس اطلس. رصدگر اسپانيايي، خوآن آنتونيو سانتانا در تصوير سي‌سي‌دي از دنباله‌دار كم‌فروغ هولمز ۷۱p پديدهِ عجيبي را مي‌بيند. دنباله‌دار كه تا ساعاتي قبل از قدر ۱۷ و دور از تيررَسِ بيشتر تلسكوپ‌هاي آماتوري بود، اكنون به قدر ۱۰ رسيده است. او به سرعت گزارش خود را به رصدگران ديگر و گروه اينترنتي رصدگران دنباله‌دار۱ مي‌فرستد. ساعاتي بعد رصدگري از ژاپن آن را از قدر ۷ گزارش مي‌كند و كمتر از ۲۴ ساعت بعد در شامگاهِ دوم آبان رصدگراني از اروپا و ايران آن را ناباورانه از قدر ۵/۲ مي‌بينند۲؛ يعني حدود ۱۵ قدر يا يك ميليون بار درخشان‌تر از يك شب قبل. خبر اين فوران عظيم به سرعت در اينترنت پخش مي‌شود و منجمان آماتور و اخترشناسان حرفه‌اي با گرايش رصد و تحليل دنباله‌دارها در كشورهاي مختلف منتظر شب مي‌مانند تا در آسمان صاف هولمز را جستجو كنند. دنباله‌دار كه تا شبِ قبل فقط با تلسكوپ‌هاي بزرگ‌تر از يك متر ديده مي‌شد حالا حتي از بزرگ‌ترين شهرهاي جهان با چشم غير‌مسلح همچون ستاره‌اي از قدر دوم پيدا بود؛ ستاره‌اي نو در كنار آلفا-‌‌برساوش يا مِرفَق كه شكل لاندا‌‌مانندِ صورت فلكي برساوش را با حضور خود به هم ريخته بود....

ادامه نوشته

پلاسما

پلاسما‏‎ چيست‌؟‏‎
پلاسما ، PLASMA – حالتي از ماده است كه در دماي خيلي بالا بوجود مي آيد و ساختارهاي مولكولي مفهوم خود را در اين وضعيت از دست مي دهند . در حالت پلاسما اتم ها و ذرات زير اتمي مانند مانند الكترون و پروتون و نوترون آزادانه در محيط حركت مي كنند و تغيير موقعيت مي دهند . حالت ماده متشكله تمامي ستارگان ، پلاسما است .
پلاسما در فيزيك،يك محيط رساناي الكتريكي است كه تعدادذرات باردار مثبت و منفي آن تقريبا با هم برابرند و زماني ايجاد ميشود كه اتم ها در گاز يونيزه شوند.
گاهي به پلاسما‏‎ حالت‌‏‎ چهارمماده اطلاق مي شود كه از حالتهاي سه گانه جامد،مايع،گاز متمايز است.
هر الكترون داراي يك واحد بار منفي است.
بار مثبت توسط اتمها يا مولكولهايي كهاين الكترونها را از دست داده اند حمل ميشود در موارد نادر اما جالب ، الكترونهايي كه از يك نوع اتم يا مولكول جدا شده اند به تركيب ديگري متصل ميشوند و منجر به توليد پلاسما ميشوند كه هر دو يون مثبت و منفي را دارا است.

ادامه نوشته

آيا زندگي در مريخ در اثر يك برخورد سنگين ناگهان ناپديد شد؟

تا كنون انسان ها با هدف كليدي؛ يعني جستجوي حيات گذشته يا حال در مريخ، مأموريت هاي متعددي را به سياره سرخ به انجام رسانده است. اما چه مي شود اگر يك برخورد سنگين در اوايل عمر مريخ، هرگونه امكان براي رشد حيات را در آينده را از بين برده باشد؟

مطالعات اخير در مورد " انشعاب قشري" يا پوسته مريخ نشان مي دهد كه احتمالأ يك سيارك بزرگ با اين سياره برخورد نموده. حالا پژوهشگران باور دارند كه اين گونه برخورد توانسته چنان به پوسته بيروني مريخ فرو رود كه ساختار داخلي آن را بطور جبران ناپذيري تخريب نمايد و مانع ايجاد يك ميدان مغناطيسي جهت حفاظت و پوشش مريخ شود. بنابرين، نبود پوشش مغناطيسي هر گونه شانس براي پرورش اتموسفر را از بين برده است...

ادامه نوشته

كشف تكنيك جديد براي فشرده سازي نور

محققين دانشگاه بركلي كاليفرنيا راه جديد براي فشرده سازي نور در حجم هاي خيلي كوچكتر از فضا هاي قابل تصور ارائه كرده اند كه به نوبه ي خود امكان پيشرفت هاي بسيار زيادي را در زمينه هاي ارتباطات اپتيك ، ليزر و كامپيوتر هاي اپتيك ايجاد مي كند .

محققين اپتيك قبلا موفق به رساندن امواج نور به 200 نانومتر ،‌تقريبا 400 بار كوچكتر از عرض يك تار موي انسان شده بودند . گروهي از محققين دانشگاه بركلي به مديريت مهندس مكانيك ، آقاي پروفسور ژانك زانك پيشنهاد فشرده كردن نور و رساندن آن به عرض 10 نانومتر كه تقريبا 5 بار بزرگتر از عرض يك تكه از DNA و 100 بار نازك تر از رشته هاي نوري است را ارائه كرده اند .

به گفته ي رابرت التون يكي از همكاران گروه پروفسور ژانگ و سردبير اين تحقيق ، اين تكنيك امكان كنترل و مديريت چشم گيري بر روي نور را به ما خواهد داد و همچنين امكان كشف مطالب جالبي در مورد كارهايي كه با نور انجام مي دهيم را خواهد داد ...

ادامه نوشته

بزرگترين و پيچيده ترين آزمايش تاريخ علم

بزرگترين آزمايش علمي تاريخ بشر در مرز فرانسه و سوئيس آغاز شد. ساعت 12 ظهر روز چهارشنبه 20 شهريور به وقت ايران و مطابق با 10 سپتامبر 2008 ‌اتاق كنترل شتاب دهنده حلقوي سرن به نام LHC‌ كه ميزبان مديران سالهاي دور و نزديك اين مجموعه،‌ دانشمندان و خبرنگاران بود،‌ با توضيحات كوتاه مدير فعلي سرن، ‌كار خود را آغاز كرد!
این شتاب دهنده عظیم که Large Hadron Collider نام دارد با هزینه 9 میلیارد دلار و بزرگترین و پیچیده ترین دستگاهی است که تاکنون توسط بشر ساخته شده است. این شتاب دهنده پروتون ها را با بیش از 99.99 در صد سرعت نور به حرکت در می آورد، سپس آنها را به هم می کوباند. بر اثر این برخورد دمایی بیش از 1000,000 برابر دمای خورشید در مقیاس کوچک ایجاد می شود! این دستگاه قادر است شرایط پس از بیگ بنگ (Big Bang) يا شروع کائنات را در مقیاس میکروسکوپی شبیه سازی کند....

ادامه نوشته

هفت شگفتي عظيم در جهان فيزيك

ما به جايي رسيده‌ايم كه كه بدون حل كردن برخي از مشكلات و مسايل فيزيك، نمي‌توانيم در مورد حقايق و پديده‌هاي جالب و شگفت‌انگيز ديگر فيزيكي، اطلاعات بيشتري كسب كنيم. براي درك مفاهيمي مثل خاستگاه و بنياد جهان هستي، سرنوشت نهايي سياهچاله‌هاي فضايي يا امكان سفر در زمان، نياز داريم كه بدانيم جهان هستي چگونه ادامه‌ي حيات مي‌دهد.



۱) جهان هستي چگونه برپاست؟

ما به جايي رسيده‌ايم كه كه بدون حل كردن برخي از مشكلات و مسايل فيزيك، نمي‌توانيم در مورد حقايق و پديده‌هاي جالب و شگفت‌انگيز ديگر فيزيكي، اطلاعات بيشتري كسب كنيم. براي درك مفاهيمي مثل خاستگاه و بنياد جهان هستي، سرنوشت نهايي سياهچاله‌هاي فضايي يا امكان سفر در زمان، نياز داريم كه بدانيم جهان هستي چگونه ادامه‌ي حيات مي‌دهد.

ادامه نوشته

کاتد و آند

مقدمه
پیلی که به عنوان منبع انرژی الکتریکی بکار می‌رود، یک پیل ولتایی یا یک گالوانی نامیده می‌شود که از نام آلساندو ولتا و لوئیجی گالوانی ، نخستین کسانی که تبدیل انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی را مورد آزمایش قرار دادند، گرفته شده است. در این پیل ، نیم پیلی که در آن واکنش اکسیداسیون صورت می‌گیرد، نیم پیل آند و نیم پیلی که در آن واکنش کاهش یا احیا صورت می‌گیرد، نیم پیل کاتد نامیده می‌شود. در ترسیم یک پیل گالوانی ، نیم پیل آند در سمت چپ و نیم پیل کاتد در سمت راست نمایش داده می‌شود.

پیل دانیل
در یک دانیل ، نیم پیل سمت چپ شامل الکترودی از فلز روی و محلول ZnSO4 و نیم پیل سمت راست شامل الکترودی از فلز مس در یک محلول CuSO4 است. این دو نیم پیل توسط یک دیواره متخلخل از هم جدا شده‌اند. این دیواره از اختلاط مکانیکی محلولها ممانعت می‌کند، ولی یونها تحت تأثیر جریان الکتریکی از آن عبور می‌کنند. واکنش نیم پیل آند به صورت Zn(s) → Zn2 + (aq)+ 2e و واکنش نیم پیل کاتد به صورت (2e + 2 + Cu(aq) → Cu(s است...

ادامه نوشته

اساس کار بمب هسته ای

شما احتمالاً در كتابهاي تاريخ خوانده‌ايد كه بمب هسته‌اي در جنگ جهاني دوم توسط آمريكا عليه ژاپن بكار رفت و ممكن است فيلم‌هايي را ديده باشيد كه در آنها بمب‌هاي هسته‌اي منفجر مي‌شوند. درحاليكه در اخبار مي‌شنويد، برخي كشورها راجع به خلع سلاح اتمي با يكديگر گفتگو مي‌كنند، كشورهايي مثل هند و پاكستان سلاح‌هاي اتمي خود را توسعه مي‌دهند.

ما ديده‌ايم كه اين وسايل چه نيروي مخرب خارق‌العاده‌اي دارند، ولي آنها واقعاً چگونه كار مي‌كنند؟ در اين بخش خواهيد آموخت كه بمب هسته‌اي چگونه توليد مي‌شود و پس از يك انفجار هسته‌اي چه اتفاقي مي‌افتد؟

انرژي هسته‌اي به 2 روش توليد مي‌شود

1- شكافت هسته‌اي: در اين روش هسته يك اتم توسط يك نوترون به دو بخش كوچكتر تقسيم مي‌شود. در اين روش غالباً از عنصر اورانيوم استفاده مي‌شود...

ادامه نوشته

انجماد آب گرم و سرد

اگر دو ظرف آب، يكي با آب °C 95 و ديگري با همان مقدار آب با دمايC ° 50 را در يك روز سرد در بيرون از اتاق بگذاريد، آب داغ سريع تر يخ مي زند. چرا؟
اين پديده به اثر Mpemba معروف است (Mpemba يك دانشجوي تانزانيايي كه اولين بار در سال 1969 اين پديده را كشف كرد.) اين اثر در هر دمايي اتفاق نمي افتد. اگر دماها ي شروع به قدر كافي بالا باشد اين پديده مشاهده مي شود.
اين موضوع تا حد زيادي بستگي به تبخير دارد، علاوه بر اين عامل هايي همچون دما، جنبش مولكول هاي آب، گازهاي محلول در آب و … نيز مؤثرند.

در دماهاي بالا تبخير اهميت بيشتري دارد. اگر دو ظرف آب با جرم مساوي در دو دماي متفاوت قرار داده شوند، تبخير از آب گرم تر بيشتر است. و جرم آب گرم آنقدر كم مي شود كه زمان كمتري براي انجماد لازم داشته باشد. آب °C 100 هنگام سرد شدن 16 درصد جرمش را از دست مي دهد تا...

ادامه نوشته

تعيين مقدار اكسيژن محلول (DO)

مقدمه
تمام موجودات زنده براي انجام متابوليسم و تهيه انرژي جهت رشد و توليد مثل نياز به اكسيژن به فرمهاي مختلف دارند. واكنشهاي هوازي داراي اهميت خاصي بوده زيرا به اكسيژن آزاد نياز دارند. تمام گازخاي موجود در هوا به مقدارهاي مختلف در آب محلولند. نيتروژن و اكسيژن بعلت حلاليت كم در آب مورد توجه مي‌باشند. زيرا با آب فعل و انفعال شيميائي انجام نداده و حلاليت آنها مستقيماً به فشار جزئي آنها بستگي دارد. حلاليت اكسيژن دردرجه حرارتهاي مختلف آب متفاوت است. مقدار حلاليت اكسيژن اتمفسر در آب نسبتاً خالص از 6/14 ميليگرم در ليتر در صفر درجه سانتيگراد تا 7 ميليگرم در ليتر در 35 درجه سانتيگراد تحت فشار 1 اتمسفر متفاوت است. اكسيژن به مقدار كم در آب محلول بوده و حلاليت آن با فشار اتمسفر و درجه حرارت متغير است. كمبود حلاليت اكسيژن در آب يكي از فاكتورهاي اصلي است كه ظرفيت تصفيه طبيعي آب را كاهش مي‌دهد. لذا تصفيه فاضلابها قبل از ورود به رودخانه‌ها ضروري مي‌گردد. اكسيژن محلول رودخانه‌ها نيز مي‌توان آلودگي آنها را كنترل نمود. اكسيژن فاكتور مهمي در ايجاد خورندگي آهن و فولاد بخصوص در سيستمهاي توزيع آب و بويلرها مي‌باشد. لذا تعيين مقدار اكسيژن محلول براي كنترل خورندگي آب به كار مي‌رود...

ادامه نوشته

چگونگي تبديل روغن مايع به روغن جامد

روغنهاي مايع داراي پيوندهاي دوگانه يا سه گانه مي باشند و بالاصطلاح سير نشده هستند. براي اينكه انها را به صورت جامد در آورند كه دلايل آن در زير آمده است، آنها را به صورت اشباع در مي اورند، يعني تمام پيوندهاي دوگانه را به پيوند يك گانه تبدل مي كنند. براي اينكار انها را هيدروژندار مي كنند، يعني به هر پيوند اضافه، دو اتم ئيدروزن متصل مي نمايند. هيدروژن دار كردن به صورت واكنش آلكن هاي دررون روغن با گاز ئيدروژن H2 در حضور يك كاتاليزور انجام مي گيرد. اما هيدروژن دار كردن كاتاليزوري به دو صورت است، 1) استفاده از كاتاليزورهاي همگن 2) استفاده از كاتاليزورهاي ناهمگن
هيدروژن دار شدن ناهمگن روشي كلاسيك است و هنوز به طور گسترده مود استفاده قرا مي گيرد. كاتاليزور، فلزي است كه به ذرات ريز تقسيم شده است و معمولا" پلاتين، پالاديم يا نيكل مي باشد. محلولي از آلكن تحت فشار كم از گاز هيدروژن در حضور مقدار كمي از كاتاليزور به هم زده مي شود، واكنش به سرعت و به نرمي انجام مي گيرد. وقتي واكنش كامل شد، محلول محصول سير شده را به سادگي با صاف كردن از كاتاليزور فلزي نامحلول جدا مي كنند...
ادامه نوشته

روشهای بدست آوردن جرم اتمی

همانطور كه مي دانيد هرگز نمي توان يك اتم را جدا كرده، آن را در ترازو گذاشت و جرم آن را اندازه گرفت. زيرا واحد گرم يا ميلي گرم (كه ترازو آن را نشان مي دهد) براي بيان جرم اتم بسيار بسيار بزرگ است.
درواقع هميشه بايد واحد اندازه گيري و كميت مورد اندازه گيري با هم سنخيت داشته باشند، به عنوان مثال فاصله ي شيراز مشهد را نمي توان با سانتي متر يا متر اندازه گيري نمود، بلكه اين فاصله به دليل بزرگي با كيلومتر سنجش مي شود.
حال جرم يك اتم هم نمي تواند با گرم اندازه گيري شود، زيرا جرم يك اتم در حدود 00000000000000000000001/0 گرم است.

پس بايد دنبال يك واحد بگرديم كه جرم اتم را با ان واحد اندازه گرفته و بيان كنيم.
دانشمندان در اين مورد خيلي فكر كردند تا اينه نتيجه گرفتند كه يك اتم را به عنوان واحد انتخاب كنند و بقيه اتمهخا را نسبت به آن بسنجند. به عنوان مثال در ابتدا اتم ئيدروزن را به عنوان واحد در نظر گرفتند و مثلا" مي گفتند جر بور ده برابر جرم ئيدروزن مي باشد.

اما بعدها اين واحد به اتم اكسيژن تغيير نمود و در نهايت شيمي دانها براي بيان جرم عنصرها بدين صورت عمل كردند كه فراوان ترين ايزوتوپ كربن يعني كربن 12 را بعنوان استاندارد انتخاب كردند و جرم عنصرهاي ديگر را با استفاده از نسبتهايي كه در محاسبات آزمايشگاهي بدست آمده بود، بيان كردند.
به عنوان مثال با استفاده از نسبتهايي كه در محاسبات آزمايشگاهي بدست آمده، مشخص شده است كه جرم اتم اكسيژن چهار سوم برابر جرم اتم كربن است. با توجه به اينكه جرم اتم كربن 12 مي باشد جرم اتم اكسيژن را محاسبه كرد. در اين مقياس جرم اتم اكسيژن برابر 16 خواهد شد.
واحد جرم اتمي amu است كه كوتاه شده ي عبارت atomic mass unitاست. در اين مقياس جرم پروتون و نوترون 1 amu است.

20 حلال مختلف و کاربرد و اثرات آن

حلال جزء مهمي از محلول است. حلال ها مواد شيميايي هستند كه مواد ديگر را در خود حل مي كنند. حلال ها به طور كلي به دو دسته حلال هاي قطبي و حلال هاي غير قطبي تقسيم مي شوند. در حلال قطبي، ذرات تشكيل دهنده حلال قطبي بوده و يكديگر را با نيروي جاذبه ي الكتروستاتيكي جذب مي نمايند.
مهمترين حلال قطبي آب مي باشد. انواع اسيدها مانند سولفوريك اسيد H2SO4 و هيدروزن فلوئوريد HF ، نيز در اين دسته قرار مي گيرند.

در حلال هاي غير قطبي ، ذرات حلال غيرقطبي بوده و بنابراين تنها نيروي جاذبه ي ضعيف واندروالسي بين ذرات وجود دارد، به همين دليل اين حلال ها اغلب، داراي نقطه ي جوش بسيار پايين بوده و فرار هستند.
حلال هاي آلي نسبت به حلال هاي غير آلي يا حلال هاي معدني، قطبيت كمتري دارند و درنتيجه معمولا" اين دسته از حلالها ، مواد غير قطبي را بهتر در خود حل مي كنند. چند حلال در زير آمده است. حلالها موقعي مفيد هستند كه مايع باشند به عنوان مثال آب در محدوده ي 0 تا 100 درجه سانتيگراد مايع مي باشد، پس...

ادامه نوشته

روش عملکرد بیهوش‌ کننده‌ها

دید کلی
نظریات متعددی برای بیان نحوه عملکرد بیهوش کننده های عمومی ارائه شده است چرا که عملکرد آنها را نمی‌توان با یک نظریه واحد توضیح داد. در واقع این نظریات تنها آثار ایجاد شده با این بیهوش کننده ها را توصیف می‌کنند، بدون شرح اینکه چگونه این آثار ایجاد می‌گردند. به سبب اینکه ساختمان شیمیایی، خواص فیزیکوشیمیایی و آثار فارماکولوژیک این ترکیبات بسیار متفاوت است، پذیرفته شده است که آنها به طور غیر انتخابی سیستم اعصاب مرکزی را از طریق یک مکانیسم فیزیکوشیمیایی تضعیف می‌نمایند. یعنی اثر این مواد مدیون خواص شیمیایی بوده و با یک گیرنده فارماکولوژیک، تشکیل کمپلکس نمی‌دهند. به عبارت دیگر بیهوش کننده های عمومی داروهائی فاقد ویژگی ساختمانی هستند...

ادامه نوشته

انقلاب سبز در طب(آسپیرین چگونه کشف شد؟)

مقدمه

انقلاب سبز در طب
در مورد آسپيرين، بازگو كردن داستان آن، به‌عنوان نمونه‌اي از تكامل مناسبات بين طب گياهي سنتي و داروشناسي جديد، بي‌فايده نيست.منشا اين دارو را بايد در پوست درخت بيد جستجو كرد، كه درختي از خانواده salix است و معمولاً در مناطق پر‌‌آب مي‌رويد. و تنها هنگامي واقعا شاداب است كه پايه آن در آب باشد. بنابر نظريه عوام، اين به‌معناي آن‌ است كه بيد سرما نمي‌خورد، و به‌همين دليل بايد به كار درمان سرماخوردگي‌هاي همراه با تب، دردهاي مفصلي، و ناراحتي‌هاي مشابه بخورد. و از آنجا كه اين، پوست درخت بيد است كه آن‌را در بر گرفته و گرم نگه مي‌دارد پس خاصيت مورد نظر را بايد در پوست بيد جستجو كرد. در قرن هجدهم، متوجه شدند كه پوست بيد، از لحاظ تلخي شبيه به پوست درختي در پرو به نام «سينكونا» است كه از آن گنه‌گنه مي‌‌‌گرفتند و اين دارو عالي‌ترين وسيله درمان بيماري تب‌آور مالاريا به حساب مي‌آمد. به‌اين‌ ترتيب، جوشانده پوست بيد ....

ادامه نوشته

نسل جدید سوخت های گیاهی جایگزین

نفت و بنزین، سوخت های پایان پذیر فسیلیدر سال 2006، ایالات متحده تقریباً حدود 20.6 میلیون بشکه بنزین در هر روز مصرف کرد، که معادل بیش از 865 میلیون گالن نفت می باشد (منبع: مدیریت اطلاعات انرژی). بنزین این امکان را به شما می دهد که به یک خرید یا یک سفر بروید. همچنین به گسترش صنعت و پیشرفت تکنولوژِی در علم و دارو کمک کرده و مقدار زیادی ثروت و آسایش نیز فراهم می کند. اقتصاد جهانی مبتنی بر قسمتهای بزرگی از این صنعت از جمله حفاری، پالایش، حمل و نقل و پخش نفت می باشد. شکل 1 - کارگران در حال استخراج نفت اما با این اوصاف، نفت یک منبع نامحدود است که از بقایای فسیل های نباتات و حیوانات دریایی در گذشته های دور تشکیل شده است. حداقل ده میلیون سال طول می کشد تا این بقایا به نفت خام تبدیل شوند و مردم ...
ادامه نوشته