دانلود کتاب شیمی فیزیک اتکینز هر دو جلد

دانلود کتاب شیمی فیزیک اتکینز جلد 1 و 2 فارسی توسط سمیه جهاندیده ترجمه شده است.این کتاب ثبت اثر شده و دارای کد شامد می باشد.هر گونه کپی برداری از تمام و یا قسمتی از محصول و انتشار غیر قانونی آن توسط افراد سودجو، بدون تذکر قبلی، پیگرد قانونی در پی خواهد داشت.

دانلود کتاب شیمی فیزیک اتکینز جلد 1 و 2 فارسی (نسخه کامل) دانلود رایگان کتاب شیمی فیزیک اتکینز pdf

کاربران گرامی،محصول مورد نظر شامل کتاب شیمی فیزیک پیتر اتکینز هر دو جلد ترجمه فارسی با کیفیت بسیار بالا تایپ شده به صورت رنگی و با قابلیت  سرچ می باشد که با فرمت پی دی اف به زبان فارسی در حجم 883 صفحه با کیفیت عالی در اختیار شما عزیزان قرار گرفته است.در صورت تمایل می توانید این محصول را از سایت خریداری و دانلود نمائید.

برای دانلود قسمتی از کتاب (نمونه کیفیت) اینجا کلیک نمایید.

 

 

شیمی فیزیک یک حوزه متنوع و جذاب در علم شیمی است که به بررسی روابط بین رفتار مولکولی و خصوصیات فیزیکی مواد می‌پردازد. این حوزه به طور گسترده در مطالعه رفتار مولکولی مواد، تعیین ویژگی‌های فیزیکی مانند دما، فشار، حجم، و انرژی و همچنین در توسعه فناوری‌های جدید و مواد نوین به کار می‌رود.

یکی از مفاهیم مهم در شیمی فیزیک، تعادل شیمیایی است که نقش اساسی در درک رفتار مولکولی مواد دارد. تعادل‌های شیمیایی مانند تعادل‌های اسید-باز، تعادل‌های اکسیداسیون-کاهش، و تعادل‌های حلالیت، از جمله موضوعات مورد بررسی در این حوزه هستند. نظریات و مدل‌های مختلفی برای توصیف این تعادل‌ها وجود دارد که از جمله آن‌ها می‌توان به مدل اسید-باز برونستون، مدل آمپلیتودونیک، و مدل فیشر-پرتر اشاره کرد.

فوکوس 2

قانون اول

آزاد شدن انرژی می تواند برای تامین گرما هنگام دانلود رایگان کتاب شیمی فیزیک اتکینز pdf سوختن چیزی در یک کوره، برای تولید کار مکانیکی هنگام سوختن سوخت در موتور، و برای تولید کار الکتریکی زمانی که یک واکنش شیمیایی الکترون ها را از طریق یک مدار پمپ می کند، استفاده شود. واکنش‌های شیمیایی را می‌توان برای تامین گرما و کار، آزادسازی انرژی بلااستفاده اما که محصولات دلخواه را به ارمغان می‌آورد، مهار کرد و فرآیندهای زندگی را هدایت کرد. ترمودینامیک، مطالعه دگرگونی های انرژی، امکان بحث در مورد همه این موارد را به صورت کمی فراهم می کند و امکان پیش بینی های مفید را فراهم می کند.

2A انرژی داخلی

این مبحث به بررسی روش‌هایی می‌پردازد که از طریق آن یک سیستم می‌تواند انرژی را با محیط پیرامون خود از نظر کاری که ممکن است انجام دهد یا انجام داده باشد، یا گرمایی که ممکن است تولید یا جذب کند، تبادل کند. این ملاحظات منجر به تعریف “انرژی داخلی”، انرژی کل یک سیستم و فرمول بندی “قانون اول” ترمودینامیک می شود که بیان می کند انرژی داخلی یک سیستم ایزوله ثابت است.

دانلود کتاب شیمی فیزیک اتکینز فارسی pdf

2B آنتالپی

دومین مفهوم اصلی فوکوس «آنتالپی» است، که یک ویژگی بسیار مفید برای نگهداری در حسابداری برای پیگیری گرمای خروجی (یا الزامات) فرآیندهای فیزیکی و واکنش‌های شیمیایی است که در فشار ثابت انجام می‌شوند. از نظر تجربی، تغییرات در انرژی داخلی یا آنتالپی ممکن است با تکنیک هایی که در مجموع به عنوان “کالریمتری” شناخته می شوند، اندازه گیری شوند.

2C ترموشیمی

“ترموشیمی” مطالعه تراکنش های دانلود رایگان کتاب شیمی فیزیک اتکینز pdf حرارتی در طی واکنش های شیمیایی است. این مبحث روش هایی را برای تعیین تغییرات آنتالپی مرتبط با تغییرات فیزیکی و شیمیایی توضیح می دهد.

2D توابع حالت دو بعدی و دیفرانسیل های دقیق

قدرت ترمودینامیک با ایجاد روابط بین خواص مختلف یک سیستم آشکار دانلود کتاب شیمی فیزیک اتکینز جلد 1 و 2 فارسی می شود. یکی از جنبه های بسیار مفید ترمودینامیک این است که یک ویژگی را می توان به طور غیر مستقیم با اندازه گیری دیگران و سپس ترکیب مقادیر آنها اندازه گیری کرد. روابط به دست آمده در این مبحث در مورد بحث مایع شدن گازها و رابطه بین ظرفیت گرمایی یک ماده در شرایط مختلف نیز کاربرد دارد.

2E تغییرات آدیاباتیک

فرآیندهای “آدیاباتیک” بدون انتقال انرژی به عنوان گرما رخ می دهند. این مبحث تغییرات آدیاباتیک برگشت پذیر شامل گازهای کامل را توصیف می کند زیرا آنها در ارائه ترمودینامیک نقش برجسته ای دارند.

منبع وب کاربرد این ماده چیست؟

یکی از کاربردهای اصلی ترمودینامیک برای ارزیابی سوخت ها و معادل آنها برای موجودات، غذا است. برخی از جنبه های ترموشیمیایی سوخت ها و غذاها در Impact 3 در وب سایت این متن توضیح داده شده است.

چرا باید این مطالب را بدانید؟

قانون اول ترمودینامیک پایه و اساس بحث در مورد نقش انرژی در شیمی است. هر جا که تولید یا استفاده از انرژی در دگرگونی‌های فیزیکی یا واکنش‌های شیمیایی مورد توجه باشد، مفاهیمی که توسط قانون اول معرفی شده‌اند، در پس‌زمینه قرار دارند.

ایده کلیدی چیست؟

انرژی کل یک سیستم ایزوله ثابت است.

چه چیزی را از قبل باید بدانید؟

این مبحث از بحث در مورد خواص گازها (مبحث 1A) به ویژه قانون گاز کامل استفاده می کند. این بر اساس تعریف کار ارائه شده در جعبه ابزار شیمیدان 6 است.

برای اهداف ترمودینامیک، جهان به دو بخش سیستم و محیط اطراف آن تقسیم می شود. سیستم بخشی از دنیای مورد علاقه است. ممکن است یک ظرف واکنش، یک موتور، یک سلول الکتروشیمیایی، یک سلول بیولوژیکی و غیره باشد. محیط اطراف منطقه خارج از سیستم را تشکیل می دهد و جایی است که اندازه گیری ها انجام می شود. نوع سیستم بستگی به ویژگی های مرزی دارد که آن را از محیط اطراف جدا می کند (شکل 2A.1). اگر بتوان ماده را از طریق مرز بین سیستم و محیط اطراف آن منتقل کرد، سیستم به عنوان باز طبقه بندی می شود. اگر ماده نتواند از مرز عبور کند، سیستم به عنوان بسته طبقه بندی می شود. هر دو سیستم باز و بسته می توانند انرژی را با محیط اطراف خود مبادله کنند.

شکل 2A.1 (الف) یک سیستم باز می تواند ماده و انرژی را با محیط اطراف خود مبادله کند. (ب) یک سیستم بسته می تواند انرژی را با محیط اطراف خود مبادله کند، اما نمی تواند ماده را مبادله کند. (ج) یک سیستم منزوی نمی تواند نه انرژی و نه ماده را با محیط اطراف خود مبادله کند.

به عنوان مثال، یک سیستم بسته می تواند گسترش یابد و در نتیجه وزنی را در محیط اطراف بالا ببرد. یک سیستم بسته نیز ممکن است انرژی را به محیط اطراف منتقل کند اگر دمای آنها در دمای پایین تری باشد. سیستم ایزوله یک سیستم بسته است که نه تماس مکانیکی و نه حرارتی با محیط اطراف خود دارد.

دانلود کتاب شیمی فیزیک اتکینز ترجمه فارسی

2A.1 کار، گرما و انرژی

اگرچه ترمودینامیک با مشاهدات روی سیستم‌های توده‌ای سروکار دارد، اما با درک منشأ مولکولی این مشاهدات غنی‌تر می‌شود.

(الف) تعاریف عملیاتی

خاصیت فیزیکی اساسی در ترمودینامیک کار است: کار برای دستیابی به حرکت در برابر یک نیروی مخالف انجام می شود (مجموعه ابزار شیمیدان 6). یک مثال ساده، فرآیند بالا بردن وزنه در برابر کشش گرانش است. یک فرآیند در صورتی کار می کند که اصولا بتوان از آن برای بالا بردن وزنه در جایی در محیط اطراف استفاده کرد. نمونه ای از انجام کار، انبساط گازی است که پیستون را بیرون می راند: از حرکت پیستون در اصل می توان برای بالا بردن وزنه استفاده کرد. مثال دیگر یک واکنش شیمیایی در یک سلول است که منجر دانلود کتاب شیمی فیزیک اتکینز جلد 1 و 2 فارسی به جریان الکتریکی می شود که می تواند موتور را به حرکت درآورد و از آن برای بالا بردن وزن استفاده شود.

دینامیک شیمیایی نیز بخش دیگری از شیمی فیزیک است که به مطالعه سرعت و مکانیسم روندهای شیمیایی می‌پردازد. این شامل مفاهیمی مانند کینتیک شیمیایی، نوسانات شیمیایی، و تئوری‌های ترمودینامیکی مربوط به سرعت و تعادل روندهای شیمیایی است.

جذابیت دیگری در شیمی فیزیک مربوط به ابزارها و تکنیک‌های آن است. از جمله این ابزارها می‌توان به روش‌های طیف‌سنجی مانند طیف‌سنجی UV-Vis، طیف‌سنجی FTIR، و طیف‌سنجی NMR اشاره کرد که به کمک آن‌ها می‌توان اطلاعات مفیدی از رفتار و ساختار مولکولی مواد به دست آورد.

در نهایت، شیمی فیزیک نقش مهمی در توسعه فناوری‌های جدید و نوآوری‌های علمی دارد. از کاربردهای این حوزه می‌توان به تولید مواد پیشرفته، طراحی داروهای جدید، و توسعه فناوری‌های نانو اشاره کرد که همگی به دستاوردهای شیمی فیزیک برمی‌گردد. در نتیجه، شیمی فیزیک از اهمیت بسیاری در درک و پیشبرد علم و فناوری برخوردار است.

انرژی یک سیستم ظرفیت آن برای انجام کار است (برای جزئیات بیشتر به جعبه ابزار شیمیدان 6 مراجعه کنید). هنگامی که کار بر روی یک سیستم جدا شده انجام می شود (مثلاً با فشرده کردن یک گاز یا سیم پیچی یک فنر)،دانلود رایگان کتاب شیمی فیزیک اتکینز pdf ظرفیت سیستم برای انجام کار افزایش می یابد. به عبارت دیگر، انرژی سیستم افزایش می یابد. هنگامی که سیستم کار می کند (زمانی که پیستون خارج می شود یا فنر باز می شود)، انرژی سیستم کاهش می یابد و می تواند کار کمتری نسبت به قبل انجام دهد.

دانلود کتاب شیمی فیزیک اتکینز جلد 1 و 2

آزمایش‌ها نشان داده‌اند که انرژی یک سیستم ممکن است با وسایلی غیر از خود کار تغییر کند. هنگامی که انرژی یک سیستم در نتیجه اختلاف دما بین سیستم و محیط اطراف آن تغییر می کند، انرژی به صورت گرما منتقل می شود. هنگامی که یک بخاری در یک فنجان آب (سیستم) غوطه ور می شود، ظرفیت سیستم برای انجام کار افزایش می یابد زیرا می توان از آب گرم برای انجام کارهای بیشتر از همان مقدار آب سرد استفاده کرد. همه مرزها اجازه انتقال انرژی را نمی دهند حتی اگر بین سیستم و محیط اطراف آن تفاوت دما وجود داشته باشد. مرزهایی که اجازه انتقال انرژی را به عنوان گرما می دهند، دیترمیک نامیده می شوند. آنهایی که اینطور نیستند آدیاباتیک نامیده می شوند.

فرآیند گرمازا فرآیندی است که انرژی را به صورت گرما آزاد می کند. به عنوان مثال، احتراق واکنش های شیمیایی است که در آن مواد با اکسیژن، معمولاً با شعله، واکنش می دهند. احتراق گاز متان، CH4(g)، به صورت زیر نوشته می شود:

همه احتراق ها گرمازا هستند. اگرچه دما در جریان احتراق افزایش می‌یابد، اما با توجه به زمان کافی، یک سیستم در یک ظرف دیاترمیک به دمای محیط اطراف خود باز می‌گردد، بنابراین می‌توان برای مثال از احتراق «در دمای ۲۵ درجه سانتی‌گراد» صحبت کرد. اگر احتراق در یک ظرف آدیاباتیک انجام شود، انرژی آزاد شده به عنوان گرما در داخل ظرف باقی می ماند و منجر به افزایش دائمی دما می شود.

فرآیند گرماگیر فرآیندی است که در آن انرژی به صورت گرما به دست می آید. نمونه ای از فرآیند گرماگیر تبخیر آب است. برای جلوگیری از بسیاری از زبان های ناخوشایند، معمول است که بگوییم در یک فرآیند گرمازا، انرژی به عنوان گرما به محیط اطراف منتقل می شود و در یک فرآیند گرماگیر انرژی به عنوان گرما از محیط اطراف به سیستم منتقل می شود. با این حال، هرگز نباید فراموش کرد که گرما یک فرآیند (انتقال انرژی در نتیجه اختلاف دما) است، نه یک موجود. یک فرآیند گرماگیر در یک ظرف دی ترمیک منجر به جریان یافتن انرژی در سیستم به صورت گرما می شود تا دما را به دمای محیط بازگرداند. یک فرآیند گرمازا در یک ظرف دیترمیک مشابه منجر به آزاد شدن انرژی به عنوان گرما در محیط اطراف می شود. هنگامی که یک فرآیند گرماگیر در یک ظرف آدیاباتیک انجام می شود، منجر به کاهش دمای سیستم می شود. یک فرآیند گرمازا منجر به افزایش دما می شود. این ویژگی ها در شکل 2A.2 خلاصه شده است.

شکل 2A.2 (الف) هنگامی که یک فرآیند گرماگیر در یک سیستم آدیاباتیک رخ می دهد، دما کاهش می یابد. (ب) اگر فرآیند گرمازا باشد، دما افزایش می یابد. (ج) هنگامی که یک فرآیند گرماگیر در یک ظرف دیترمیک اتفاق می افتد، انرژی به صورت گرما از محیط اطراف (که در همان دما باقی می مانند) وارد می شود و سیستم در همان دما باقی می ماند. (د) اگر فرآیند گرمازا باشد، انرژی به صورت گرما خارج می شود و فرآیند همدما است.

یند همدما است.

(ب) تفسیر مولکولی گرما و کار

در اصطلاح مولکولی، گرمایش انتقال انرژی دانلود رایگان کتاب شیمی فیزیک اتکینز pdf است که از حرکت مولکولی نامنظم و ظاهراً تصادفی در محیط اطراف استفاده می کند. حرکت نامنظم مولکول ها حرکت حرارتی نامیده می شود. حرکت حرارتی مولکول‌ها در محیط گرم، مولکول‌های سیستم خنک‌کننده را تحریک می‌کند تا با شدت بیشتری حرکت کنند و در نتیجه، انرژی سیستم خنک‌کننده افزایش می‌یابد. هنگامی که یک سیستم محیط اطراف خود را گرم می کند، مولکول های سیستم حرکت حرارتی مولکول ها را در محیط اطراف تحریک می کنند (شکل 2A.3).

دانلود رایگان کتاب شیمی فیزیک اتکینز

در مقابل، کار انتقال انرژی است که از حرکت سازمان یافته در محیط اطراف استفاده می کند (شکل 2A.4). هنگامی که یک وزنه بالا یا پایین می آید، اتم های آن به صورت سازماندهی شده (بالا یا پایین) حرکت می کنند. اتم های یک فنر وقتی که پیچ می خورد به طور منظم حرکت می کنند. الکترون ها در یک جریان الکتریکی در یک جهت حرکت می کنند. هنگامی که یک سیستم کار می کند باعث می شود اتم ها یا الکترون ها در محیط اطرافش به روشی سازمان یافته حرکت کنند. به همین ترتیب، هنگامی که کار روی یک سیستم انجام می شود، از مولکول های اطراف برای انتقال انرژی به آن به روشی سازمان یافته استفاده می شود، زیرا اتم های یک وزن پایین می آیند یا جریانی از الکترون ها عبور می کند.

شکل 2A.3 هنگامی که انرژی به عنوان گرما به محیط اطراف منتقل می شود، این انتقال باعث تحریک حرکت تصادفی اتم ها در محیط می شود. انتقال انرژی از محیط اطراف به سیستم باعث استفاده از حرکت تصادفی (حرکت حرارتی) در محیط می شود.

شکل 2A.4 هنگامی که یک سیستم کار می کند، حرکت منظم را در محیط اطراف تحریک می کند. به عنوان مثال، اتم های نشان داده شده در اینجا ممکن است بخشی از وزنی باشند که در حال افزایش است. حرکت منظم دانلود کتاب شیمی فیزیک اتکینز جلد 1 و 2 فارسی اتم ها در یک وزنه در حال سقوط روی سیستم کار می کند.

2A.2 تعریف انرژی داخلی

در ترمودینامیک، انرژی کل یک سیستم، انرژی داخلی آن، U نامیده می شود. انرژی جنبشی ناشی از حرکت سیستم به عنوان یک کل را شامل نمی شود، مانند انرژی جنبشی آن که زمین را در مدارش به دور خورشید همراهی می کند. یعنی انرژی درونی انرژی «داخلی» سیستم است. هنگامی که یک سیستم از حالت اولیه با U_i انرژی داخلی به حالت نهایی انرژی داخلی Uf تغییر می کند، تغییر در دانلود رایگان کتاب شیمی فیزیک اتکینز pdf انرژی داخلی با ΔU نشان داده می شود:

قراردادی که در سرتاسر ترمودینامیک استفاده می شود این است که ΔX = X_f – X_i، که در آن X یک ویژگی (یک تابع حالت) از سیستم است.

انرژی داخلی یک تابع حالت است، یک ویژگی با مقداری که فقط به وضعیت فعلی سیستم بستگی دارد و مستقل از نحوه تهیه آن حالت است. به عبارت دیگر، انرژی داخلی تابعی از متغیرهایی است که وضعیت فعلی سیستم را تعیین می کنند. تغییر هر یک از متغیرهای حالت، مانند فشار، ممکن است منجر به تغییر در انرژی داخلی شود. اینکه انرژی درونی تابع حالت است، پیامدهای بسیار مهمی دارد (مبحث 2D).

انرژی داخلی یک ویژگی گسترده یک سیستم است (ویژگی که به مقدار ماده موجود بستگی دارد؛ جعبه ابزار شیمیدان 2 در مبحث 1A را ببینید) و با ژول اندازه گیری می شود ( m²s^-11 کیلوگرم 1J=). انرژی داخلی مولی، Um، انرژی داخلی تقسیم بر مقدار ماده در یک سیستم، Um = U/n است. این یک ویژگی فشرده است (یک ویژگی مستقل از مقدار ماده) و معمولاً بر حسب کیلوژول در هر مول (kJ mol^-1) گزارش می شود.

(الف) تفسیر مولکولی انرژی داخلی

یک مولکول دارای تعداد معینی از درجات حرکتی آزادی است، مانند توانایی حرکت در فضا (این حرکت “ترجمه” نامیده می شود)، چرخش یا ارتعاش. بسیاری از خواص فیزیکی و شیمیایی به انرژی مرتبط با هر یک از این حالت های حرکت بستگی دارد. به عنوان مثال، یک پیوند شیمیایی ممکن است شکسته شود اگر انرژی زیادی در آن متمرکز شود، به عنوان مثال به عنوان ارتعاش شدید. انرژی داخلی یک نمونه با افزایش دما افزایش می‌یابد و حالت‌های انرژی بالاتر پرجمعیت‌تر می‌شوند.

کتاب شیمی فیزیک اتکینز pdf

«قضیه تقسیم برابری» مکانیک کلاسیک، که در جعبه ابزار شیمیدان 7 معرفی شده است، می تواند برای پیش بینی سهم هر حالت حرکت یک مولکول به انرژی کل مجموعه ای از مولکول های غیر متقابل (یعنی از یک گاز کامل، و ارائه اثرات کوانتومی را می توان نادیده گرفت).

کمک به انرژی داخلی مجموعه ای از مولکول های گاز کامل مستقل از حجم اشغال شده توسط مولکول ها است: هیچ برهمکنش بین مولکولی در گاز کامل وجود ندارد، بنابراین فاصله بین مولکول ها تأثیری بر انرژی ندارد. به این معنا که، انرژی داخلی یک گاز کامل مستقل از حجمی است که آن گاز اشغال می کند.

انرژی درونی مولکول های برهم کنش در فازهای متراکم نیز سهمی از انرژی پتانسیل برهمکنش آنها دارد، اما هیچ عبارت ساده ای را نمی توان به طور کلی نوشت. با این وجود، همچنان درست است که با افزایش دمای یک سیستم، انرژی درونی افزایش می‌یابد زیرا حالت‌های مختلف حرکت به شدت هیجان‌زده می‌شوند.

(ب) تدوین قانون اول

به طور تجربی مشخص شده است که انرژی داخلی یک سیستم ممکن است با انجام کار روی سیستم یا با گرم کردن آن تغییر کند. از آنجایی که ممکن است مشخص شود که انتقال انرژی چگونه اتفاق افتاده است (اگر وزنه ای در محیط اطراف بالا یا پایین آمده باشد، که نشان دهنده انتقال انرژی با انجام کار است، یا اگر یخ در محیط اطراف ذوب شده باشد، نشان دهنده انتقال انرژی به عنوان گرما است)، سیستم نسبت به حالت استفاده شده کور است. به این معنا که،گرما و کار راه هایی معادل تغییر انرژی داخلی یک سیستم هستند.

دانلود کتاب شیمی فیزیک اتکینز جلد 2

یک سیستم مانند یک بانک است: سپرده ها را به هر دو واحد پولی (کار یا گرما) می پذیرد، اما ذخایر خود را به عنوان انرژی داخلی ذخیره می کند. همچنین به صورت تجربی دریافته شده است که اگر یک سیستم از محیط اطراف خود جدا باشد، به این معنی که بتواند نه ماده و نه انرژی را با محیط خود مبادله کند، آنگاه هیچ تغییری در انرژی داخلی رخ نمی دهد. این خلاصه مشاهدات اکنون به عنوان قانون اول ترمودینامیک شناخته می شود و به صورت زیر بیان می شود:

انرژی داخلی یک سیستم ایزوله ثابت است. (قانون اول ترمودینامیک)

نمی‌توان از یک سیستم برای انجام کار استفاده کرد، آن را ایزوله کرد و سپس به انتظار بازگشت به دانلود رایگان کتاب شیمی فیزیک اتکینز pdf حالت اولیه خود با همان ظرفیت انجام کار بازگشت. شواهد تجربی برای این مشاهدات این است که هیچ “ماشین حرکت دائمی”، ماشینی که بدون مصرف سوخت یا استفاده از منبع دیگری از انرژی کار می کند، هرگز ساخته نشده است.

2A.3 کار توسعه

راه برای روش های قدرتمند محاسبه با تغییر توجه به تغییرات بی نهایت کوچک در متغیرهایی که وضعیت سیستم را توصیف می کنند (مانند تغییر بی نهایت کوچک در دما) و تغییرات بی نهایت کوچک در انرژی داخلی dU باز می شود. سپس، اگر کار انجام شده روی یک سیستم dw و انرژی عرضه شده به آن به عنوان گرما dq باشد، به جای معادله 2A.2، نتیجه می شود که

کتاب شیمی فیزیک اتکینز

توانایی استفاده از این عبارت به این بستگی دارد که بتوانیم dq و dw را به رویدادهایی که در اطراف دانلود رایگان کتاب شیمی فیزیک اتکینز pdf اتفاق می‌افتد مرتبط کنیم.

یک نقطه شروع خوب بحث در مورد کار توسعه است، کار ناشی از تغییر حجم است. این نوع کار شامل کار انجام شده توسط گاز در حین انبساط و عقب راندن جو است. بسیاری از واکنش‌های شیمیایی منجر به تولید گازها می‌شوند (به عنوان مثال، تجزیه حرارتی کربنات کلسیم یا احتراق هیدروکربن‌ها)، و ویژگی‌های ترمودینامیکی واکنش بستگی به کاری دارد که باید انجام شود تا فضا برای گازی که تولید کرده است. اصطلاح “کار توسعه” همچنین شامل کارهای مرتبط با تغییرات منفی حجم، یعنی فشرده سازی می شود.

اتمسفر. بسیاری از واکنش‌های شیمیایی منجر به تولید گازها می‌شوند (به عنوان مثال، تجزیه حرارتی کربنات کلسیم یا احتراق هیدروکربن‌ها)، و ویژگی‌های ترمودینامیکی واکنش بستگی به کاری دارد که باید انجام شود تا فضا برای گازی که تولید کرده است. اصطلاح “کار توسعه” همچنین شامل کارهای مرتبط با تغییرات منفی حجم، یعنی فشرده سازی می شود.

(الف) عبارت کلی برای کار

محاسبه کار انبساط از تعریف موجود در جعبه ابزار شیمیدان 6 با علامت نیروی مخالف به طور واضح شروع می شود:

علامت منفی حاکی از آن است که انرژی داخلی سیستمی که کار دانلود کتاب شیمی فیزیک اتکینز جلد 1 و 2 فارسی را انجام می دهد، زمانی که سیستم جسمی را در برابر نیروی مخالفی به بزرگی |F| حرکت می دهد کاهش می یابد و هیچ تغییر دانلود رایگان کتاب شیمی فیزیک اتکینز pdf دیگری وجود ندارد. یعنی اگر dz مثبت باشد (حرکت به z مثبت)، dw منفی است و انرژی داخلی کاهش می یابد (dU در معادله 2A.3 منفی است به شرط اینکه dq = 0 باشد).

شکل 2A.5 هنگامی که یک پیستون با مساحت A از فاصله dz خارج می شود، حجم dV = Adz را خارج می کند. پیکس فشار خارجی معادل فشار فشار بر پیستون است و مقدار نیروی مخالف انبساط p_exA است.

شیمی فیزیک از تلاش‌های مداوم برای درک رفتار مولکولی مواد و ارتباط آن با ویژگی‌های فیزیکی بهره می‌برد. در این راستا، مفاهیمی مانند پتانسیل‌های لایه‌ای، انرژی‌های جذب و انتقال الکترون، و تئوری‌های ساختار الکترونی مولکول‌ها از اهمیت بالایی برخوردارند.

شیمی فیزیک به طور فزاینده‌ای در حوزه‌هایی نظیر نانوتکنولوژی و بیوشیمی کاربرد دارد. در نانوتکنولوژی، این حوزه به توسعه مواد نانو و دستگاه‌های نانویی کمک می‌کند، در حالی که در بیوشیمی، مطالعه تعاملات مولکولی در سطح سلول و بافت از اهمیت بالایی برخوردار است.

جدول 2A.1 انواع کار

برای به دست آوردن کل کار انجام شده هنگامی که حجم از مقدار اولیه V_i به مقدار نهایی V_f تغییر می کند، لازم است این عبارت بین حجم اولیه و نهایی ادغام شود:

نیروی وارد بر پیستون، p_exA، معادل نیروی ناشی از وزنه ای است که با انبساط سیستم افزایش می یابد. اگر سیستم به جای آن فشرده شود، همان وزن در محیط اطراف کاهش می یابد و همچنان می توان از eqn 2A.5b استفاده کرد، اما اکنون V_f < V_i. توجه به این نکته مهم است که هنوز این فشار خارجی است که بزرگی کار را تعیین می کند. به نظر می رسد این نتیجه گیری تا حدی گیج کننده با این واقعیت که گاز داخل ظرف مخالف فشرده سازی است، ناسازگار است. با این حال، هنگامی که یک گاز فشرده می شود، توانایی محیط اطراف برای انجام کار تا حدی کاهش می یابد که با وزنی که کاهش می یابد، کاهش می یابد و این انرژی است که به سیستم منتقل می شود.

دانلود کتاب شیمی فیزیک اتکینز جلد 1

انواع دیگر کارها (مثلاً کار الکتریکی) که کار غیر انبساط یا کار اضافی نامیده می شود، دارای عبارات مشابهی هستند که هر کدام حاصل یک عامل فشرده (مثلاً فشار) و یک عامل گسترده (مانند). به عنوان تغییر در حجم). دانلود کتاب اصول و فنون مذاکره راجر فیشر و ویلیام یوری برخی در جدول 2A.1 جمع آوری شده است. بحث حاضر بر این تمرکز دارد که چگونه کار مرتبط با تغییر حجم، کار بسط، از معادله 2A.5b استخراج می شود.

ب) انبساط در برابر فشار ثابت

فرض کنید فشار خارجی در طول انبساط ثابت است. به عنوان مثال، پیستون دانلود کتاب شیمی فیزیک اتکینز جلد 1 و 2 فارسی ممکن است توسط اتمسفر فشار داده شود، که فشار یکسانی را در طول انبساط اعمال می کند. یک مثال شیمیایی دانلود رایگان کتاب شیمی فیزیک اتکینز pdf از این حالت، انبساط گازی است که در یک واکنش شیمیایی در یک ظرف ایجاد می شود.

شکل 2A.6 کار انجام شده توسط یک گاز هنگامی که در برابر a منبسط می شود فشار خارجی ثابت p برابر با ناحیه سایه‌دار در این است زیرا واکنش Fe(s) + 2 HCl(aq) → FeCl2(aq) + H2(g) است، به عنوان مثال یک نمودار نشانگر.

یکی دیگر از مفاهیم کلیدی در شیمی فیزیک، تعیین ساختار مولکولی با استفاده از روش‌های تجربی و نظری است. روش‌هایی مانند پراش پرتو ایکس، طیف‌سنجی رزونانس مغناطیسی هسته (NMR)، و روش‌های تخمینی مانند دینامیک مولکولی، از ابزارهایی هستند که به دستیابی به سطوح بالاتری از درک از ساختار و خصوصیات مولکولی کمک می‌کنند.

به عنوان یک حوزه تقاطعی بین شیمی و فیزیک، شیمی فیزیک نقش مهمی در توسعه‌ی مباحث جدیدی مانند شیمی کوانتومی و شیمی سطح دارد. این حوزه‌ها با استفاده از اصول فیزیک کوانتومی به بررسی رفتار مولکولی و واکنش‌های شیمیایی در سطحی دقیق‌تر و عمیق‌تر می‌پردازند.

در کل، شیمی فیزیک به عنوان یکی از حوزه‌های پویا و پرکاربرد علم شیمی، نقش مهمی در پیشبرد علم و فناوری امروزی و آینده دارد. از تحقیقات این حوزه می‌توان به بهبود فرآیندهای صنعتی، توسعه داروهای پیشرفته، و طراحی مواد با خواص خاص اشاره کرد که همگی از دستاوردهای شیمی فیزیک برمی‌گردند.