حل المسائل ترمودینامیک ون وایلن | 20 میشم

 

 

 

 

فایل مورد نظردر قالب pdf  با حجم 26.7 مگابایت می باشد. دوستان گرامی و دانشجویان ارجمند و عزیز در صورت تمایل می توانید این فایل بسیار با ارزش را به صورت مستقیم از سایت بیست میشم تهیه بفرمائید.

 

کتاب حل المسائل ترمودینامیک ون وایلن 

فارسی

 

ترمودینامیک چیست؟

حل المسائل ترمودینامیک ون وایلن | 20 میشم بیان دارد ترمودینامیک به عنوان علمی جامع به مطالعه و بررسی گرما و انرژی می پردازد. این علم شامل بسیاری از دستگاه های کوچک و بزرگی چون جامدات، گاز الکترونی، موجودات زنده، خورشید و موارد دیگر می شود.

چون به طور تقریبی تمام قوانین در فیزیک به نوعی با صحبت از انرژی، بیان می شوند، پس این علم بدون ترمودینامیک نمی تواند پیش برود. این علم به مطالعه و بررسی انرژی حرکتی و نحوه انتقال انرژی در حرکت می پردازد.

این علم می تواند با استفاده از متغیرهای قابل مشاهده ای چون دما، آنتروپی، فشار و انرژی داخلی، حالت های مواد و قوانینی که بین آن ها وجود دارد و همچنین روابط موجود در بین آن ها را توضیح می دهد.

مطالعه درباره انرژی، تبدیل آن به حالت های مختلف و توانایی انرژی برای انجام کار در علم ترمو دینامیک بیان می شود.

 

حل المسائل ترمودینامیک ون وایلن | 20 میشم

 

تعریف انرژی و جرم

به توانایی انجام کار، انرژی می گویند که به دو نوع انرژی جنبشی و پتانسیل تقسیم می شود.

واحد انرژی بر حسب ژول بیان می شود. یک ژول برابر است با نیرویی یک نیوتنی که می تواند جسمی را به اندازه یک متر جابجا کند.

صورت های مختلفی از انرژی به شکل انرژی گرمایی، شیمیایی، هسته ای، گرانشی، الکتریکی، مغناطیسی و … وجود دارد.

به مقدار ماده ای که یک جسم دارد، به عنوان جرم جسم تعریف می شود.

به عبارتی با استفاده از حد و میزان مقاومت یک جسم در برابر نیروی وارد شده از طرف آن، می توان به اندازه گیری آن پرداخت. از نیروی گرانشی زمین در هنگام تعیین جرم یک جسم، صرف نظر می شود.

میزان جرم و انرژی در یک سیستم ثابت و تغییرناپذیراست، این را به عنوان قانون نسبیت جرم و انرژی می شناسند.

در این قانون (E = mc^۲) که به قانون اینشتین معروف است، جرم و انرژی نه تولید می شود و نه از بین می رود. بلکه فقط می تواند از شکلی به شکل دیگر تبدیل شود.

 

 

حل المسائل ترمودینامیک ون وایلن | 20 میشم

 

 

 

 

 

 

تعادل ترمودینامیکی

تعادل ترمودینامیکی را برای یک سیستم مجزا و یا چند سیستمی که در ارتباط با هم هستند تعریف می کنند.

به شرایطی که در درون سیستم و یا بین سیستم ها، هیچ اثری از جریانی از ماده و انرژی وجود نداشته باشد.

وقتی تعادل ترمودینامیکی در یک سیستمی برقرار باشد، یکی و یا همه تعادل های حرارتی، تابشی، گرمایی و شیمیایی نیز در آن سیستم حکم فرماست. از شرایط برقراری این تعادل موارد زیر است.

وقتی یک سیستمی ایزوله باشد، میزان آنتروپی آن بالاترین حد خواهد بود و سیستمی دارای حجم و دمای ثابتی باشد، میزان انرژی آزاد هلموهلتز در آن کمترین مقدار است. اما سیستمی با دارا بودن حجم و فشار ثابت، دارای کمترین مقدار انرژی آزاد گیبس خواهد بود.

 

حل المسائل ترمودینامیک ون وایلن | 20 میشم

 

سیستم ترمودینامیکی

به مجموعه ای از وسیله ها برای بررسی ماده، یک سیستم ترمو دینامیکی گفته می شود. هر سیستم از یک حجم محدودی تشکیل شده است که با یک مرز موهومی یا غیر موهومی از بقیه محیط دنیا سوا می شود.

مرز رابط بین سیستم و محیط برای تبادل گرما، کار و یا ماده است. چها رنوع مرز ساده، قابل حرکت، حقیقی و موهومی وجود دارد. تغییراتی که در انرژی درونی سیستم به واسطه عبور ماده، گرما و یا انرژی به وجود می آید، باید در معادله موازنه انرژی لحاظ شود.

 

حل المسائل ترمودینامیک ون وایلن | 20 میشم

 

انواع سیستم های ترمودینامیکی

سیستم ایزوله که در این نوع از سیستم ها هیچ تبادل ماده و انرژی بین سیستم و محیط وجود ندارد.

نوع دیگر سیستم بی دررو  است که در این نوع از سیستم ها، گرما از مرز توانایی عبور ندارد. مورد بعدی سیستم هادی است که در این سیستم بر خلاف سیستم بی دررو، گرما از مرز عبور می کند.

اما سیستم بسته مورد بعدی است که ویژگی این سیستم عدم عبور ماده از مرز سیستم است. سیستم باز هم نوعی است که در این سیستم از مرز سیستم و محیط، ماده، کار و گرما عبور می کند.

 

حل المسائل ترمودینامیک ون وایلن | 20 میشم

 

دسته بندی ترمودینامیک

کلاسیک

از دیدگاه میکروسکوپی در نوع کلاسیک از این علم، کمیت هایی مانند سرعت، انرژی، جرم و اندازه حرکت مد نظر قرار می گیرد.

درک این حواس از طریق حواس پنجگانه امکان ندارد. اما از دیدگاه ماکروسکوپی خواصی که از طریق حواس پنجگانه قابل درک و در آزمایشگاه قابل اندازه گیری است، مورد بررسی قرار می گیرد.

آماری

مقدارهای متوسطی برای همه ذره های موجود در سیستم با توجه به نظریه های موجود در آمار و احتمال در نظر گرفته می شود.

در این نوع از ترمو دینامیک، عمل مطابق با در نظر گرفتن مدلی از اتم مد نظر، انجام می شود.

از خواص و ویژگی هایی که ذرات تشکیل دهنده یک سیستم و برهمکنش هایی که بین آن ها با محیط وجود دارد، می توان خواص ماکروسکوپی مانند انرژی، فشار، حجم، دما و آنتروپی را به دست آورد.

علاوه بر این می توان با استفاده از ترمو دینامیک آماری، قوانین ترمو دینامیکی از نظر کمیت با زبان مکانیک آماری، در صورت تعریف کمیت های ماکروسکوپی بر اساس کمیت های میکروسکوپی، قابل بیان خواهد بود.

 

 

 

انواع فرآیندهای ترمو دینامیکی

در صورت یکی بودن حالت ابتدایی و انتهایی یک فرآیند، به آن فرآیند چرخه ای می گویند. اگر گرمایی بین مرزهای سیستم عبور کند، فرآیند را بی دررو می گویند. وقتی حجم سیستم ثابت باشد، فرآیند را هم حجم می گویند. فشار سیستم ثابت باشد، فرآیند را هم فشار می گویند. دمای سیستم ثابت باشد، فرآیند را هم دما می گویند.

IRT 5,000 – خرید نهایی کردن خرید مورد به سبد خرید اضافه شد