دانیل فارنهایت (١٧٣٦- ١٦٨٦) اولین دماسنج جیوه ای قابل اطمینان را ساخت.
وی شدیدترین سرمایی كه می توانست با مخلوط آب، یخ و نشادر ( نِشادُر نمکی جامد و بلورین که بیرنگ و بیبو است و فرمول شیمیایی این ماده NH۴Cl است و نام علمی آن کلرید آمونیوم است. ) بسازد را به عنوان صفر فارنهایت و دمای خون شخص سالم را ١٠٠ درجه فارنهایت درنظر گرفت. سپس بین این دو دما را به ١٠٠ قسمت مساوی تقسیم نمود و هر قسمت را یك درجه فارنهایت نامید.
در شكل زیر درجه بندی سلسیوس و فارنهایت با هم مقایسه شدهاند.
واحد رسانایی در SI، زیمنس است که به وسیله ی نماد S نشان داده می شود و برابر با عکس آُهم ( ohm-1 ) می باشد. دقیقا نقطه ی مقابل مقاومت ویژه، رسانایی یا رسانندگی نامیده می شود. هدایت الکتریسیته از میان فلزات، رسانایی الکتریکی یا رسانایی فلزی نامیده می شود که این مسئله به علت حرکت الکترون ها ایجاد می شود.
هدایت الکتریسیته به عوامل زیر بستگی دارد:
- ماهیت و ساختار فلز
- مقدار الکترون والانس (ظرفیتی) در اتم
اندازه گیری رسانایی محلول یونی:
اندازه گیری مقاومت یک محلول یونی با دو مشکل مواجه است:
- عبور جریان مستقیم، ترکیب محلول را تغییر می دهد.
- محلول ها نمی توانند به سیم فلزی متصل شوند.
اولین مسئله را با استفاده از یک منبع قوی جریان متناوب حل می کنیم. مسئله ی دوم نیز با بکارگیری ظرف طراحی شده ی ویژه ای به نام سلول رسانندگی ( رسانایی ) رفع می شود.
تفاوت رسانایی و رسانایی (هدایت) مولی با غلظت:
رسانایی الکترولیتی و رسانایی مولی هر دو با جذب الکترولیت تبدیل و تغییر شکل می یابند. در هر دو، برای الکترولیت های قوی و ضعیف با کاهش غلظت، رسانایی نیز کاهش می یابد.
این مسئله را می توان این گونه توجیه کرد که در واقع با کاهش غلظت به سمت محلول رقیق حرکت می کنیم و در این جا چون تعداد یون های در واحد حجم که در محلول حامل جریان الکتریسیته هستند، کاهش می یابد(با رقیق کردن محلول) بنابراین رسانایی نیز کاهش یافته است.
رسانایی الکترولیتی از یک واحد حجم محلول در بین دو الکترود پلاتینی با سطح مقطع A تعیین می شود. رسانایی مولی محلول در غلظت معین، در واقع رسانایی حجم محلول (V) شامل یک مول از الکترولیت است که در بین دو الکترود با سطح مقطع A واقع شده که با فاصله ی L از یکدیگر قرار دارند.
تصاویر زیر مربوط به اتصالات دستگاه رسانندگی سنج الکترولیت می باشد که در آزمایشگاه تهیه شده است.
تصویر زیر مربوط به محلول های الکترولیت ضعیف و غیر الکترولیت است.
تصویر b در سمت چپ، محلول استیک اسید است که یک الکترولیت ضعیف را نشان می دهد و چون محلول آن دارای تعداد یون های کمی است، بنابراین همانند الکترولیت قوی جریان را به خوبی هدایت نمی کند. پس لامپ روشنایی کمی را تولید می کند.
اما تصویر c در سمت راست، محلول ساکارز که غیر الکترولیت است را نشان می دهد. چون در این جا اصلا در محلول، یونی وجود ندارد و ماده به شکل مولکولی در محلول می باشد، بنابراین هیچ جریانی از محلول عبور نمی کند و در نتیجه لامپ خاموش باقی می ماند.
جهت یادگیری بیشتر آزمایش زیر را انجام دهید.
دستورالعمل:
- در قسمت Solutions می توانید نوع محلول را تعیین کنید.
- در قسمت Volume، حجم محلول را بر حسب میلی لیتر تعیین می کنیم.
- در قسمت Weight، وزن ماده را بر حسب گرم در نظر می گیریم.
- با کلیک بر روی Connect نتیجه ی آزمایش را مشاهده می کنیم.
نتیجه: با افزایش غلظت محلول، رسانایی نیز افزایش می یابد.
اساس این روش این است که وقتی آب سخت از یک میدان مغناطیسی
مناسب عبور داده می شود، تحت تأثیر نیروی میدان مغناطیسی، سیستم
تبلور نمک های کلسیم و منیزیم موجود در آب بر روی جداره دیگ بخار یا لوله
های آب داغ، به هم می خورد و از صورت یک شبکه سه بعدی که خاصیت
چسبندگی زیادی بر جداره ظرف دارد، خارج می شود و به صورت جامد بی
شکلی در می آید که قدرت چسبیدن به جداره دیگ بخار را ندارد.
البته در این روش، مقدار آهن نباید از 05/0 میلی گرم در لیتر بیشتر باشد در غیر این صورت باید از پیش، با استفاده از مواد شیمیایی مناسب، مقدار آهن آب را تنظیم کرد تا از چسبیدن آهن به قطب های آهن ربا، کاهش میزان جریان آب از بین قطب های آهنربا و کاهش بازدهی این روش، جلوگیری شود.
از برتری های این روش این است که در آن از مواد شیمیایی استفاده نمی شود، هیچ گونه ماده اضافی بر جای نمی ماند، حتی رسوب های قدیمی را از بین می برد، خاصیت خورندگی در آب ایجاد نمی کند، هزینه ی آن از روش های دیگر کم تر است، عمر دستگاه زیاد و حتی پس از 20 سال بدون تغییر باقی می ماند.
با توجه به این برتری ها، امروزه نه تنها از این روش در تصفیه آب های صنعتی، بلکه از آن در تصفیه آب های خنک کننده دستگاه های صنعتی، شستشوی بطری های نوشابه، در کارخانه های قندسازی و بسیاری از صنعت های دیگر استفاده می شود.
نخستین دستگاه تصفیه آب به روش القای الکترومغناطیسی ( ECI )، در سال 1945 توسط یک دانشمند بلژیکی به نام ورمترن نوآوری شد و امروزه در بیش از 50 کشور جهان مورد بهره برداری قرار دارد.
فشار بخار به صورت فشار جزئی اعمال شده توسط بخار بالای سطح مایع
تعریف می شود که این بخار در یک دمای معینی با مایع به تعادل می رسد.
در تصویر 1a و 1b، حالات مایع و بخار یک ماده ی معین نشان داده شده است. در این اشکال مولکول های منفرد یا اجزاء در یک لحظه ی خاص با حرکت تصادفی شان نشان داده شده اند. زمانی که لحظه ی تعادل نزدیک می شود( تصویر 1c )، تعداد مولکول های بخار شده با تعداد مولکول های متراکم شده برابر می شود. در واقع سرعت تبخیر با سرعت تراکم برابر می گردد و فشار خوانده شده روی مانومتر M ، فشار بخار آن مایع در آن دماست.
در کل فشار بخار یک مایع به دو فاکتور زیر بستگی دارد:
- ماهیت و طبیعت مایع.
- دمای مایع.
ماهیت مایع :
مایعاتی که دارای نیروهای بین مولکولی ضعیفی هستند، فرارترند و فشار بخار بالاتری دارند. برای مثال، فشار بخار اتیل الکل بیشتر از فشار بخار آب است.
دمای مایع :
فشار بخار با افزایش دما، افزایش می یابد. این مسئله بدین علت است که با افزایش دما، سرعت تبخیر نیز، افزایش می یابد.
جهت یادگیری بیشتر در مورد فشار بخار مایعات می توانید آزمایش زیر را انجام دهید.
دستورالعمل :
فشار بخار :
در اولین مرحله از آزمایش با تعیین نوع حلال که آب و یا اتانول است، با مفاهیم زیر آشنا می شویم:
فشار بخار در واقع، فشار بخار هر مایعی در بالای سطح آن مایع می باشد. در یک سیستم بسته، همان طور که در بالا نشان داده شده است، سرعت تبخیر مایع با سرعت تراکم برابر است. در شرایطی که بتوانیم فشار تعادلی را حفظ کنیم. این فشار با ماهیت مایع تغییر می کند. اگر فشار بخار بیشتر شود، مایع فرارتر می گردد. در این مرحله با تغییر حلال، می توان فرارتر بودن مایع و تغییرات فشار بخار را بررسی نمود.
با کلیک روی دکمه ی سبز رنگ به مرحله ی بعد می رویم.
در مرحله ی بعد، تأثیر دما را روی فشار بخار بررسی می کنیم. در این جا، حلال فقط آب می باشد که در دماهای 15، 25و 50 درجه سانتی گراد مورد مطالعه و بررسی قرار می گیرد. در این جا سؤالاتی مطرح می گردد :
- چگونه دما روی فشار بخار اثر می گذارد؟
- توضیح دهید که چگونه این مسئله می تواند با نقطه ی جوش مرتبط باشد؟
- فشار بخار بالا در اثر نقطه ی جوش بالا نتیجه می گردد و یا نقطه ی جوش پایین؟
در این مرحله با انتخاب دمای مورد نظر، می توانیم سرعت فشار بخار را بررسی کنیم. هر چه دما افزایش یابد، فشار بخار نیز افزایش می یابد.
با کلیک بر روی دکمه ی سبز رنگ به مرحله ی بعد می رویم.
در مرحله ی بعد، اثر ماده ی حل شدنی غیر فرار را روی فشار بخار بررسی می کنیم.
1- انتخاب نوع حلال و تعیین مقدار حلال بر حسب گرم.
2- انتخاب نوع ماده ی حل شدنی و تعیین مقدار ماده ی حل شدنی بر حسب گرم.
3- کلیک روی دکمه ی ok و مشاهده ی مقدار فشار بخار محلول.
4- مشاهده ی داده ها روی نمودار( برای مشاهده ی هر داده، قبل از آن گزینه ی skip را یک بار انتخاب و بعد گزینه ی Add Data را انتخاب می کنیم ).
توجه :
در نمودار، فشار بخار محلول بر حسب کسر مولی حلال نمایش داده می شود.
تعداد مول های کل / تعداد مول های ماده ی مورد نظر = کسر مولی
بر فرض در مورد دو ماده A و B :
nA / nA + nB = کسر مولی A یا XA
X : نشان دهنده ی کسر مولی
n : نشان دهنده ی تعداد مول ها
جرم مولکولی / مقدار گرم ماده ی مورد نظر = مول (n)
با کلیک روی دکمه ی Reset می توانید آزمایش را مجدداً انجام دهید.
مانومتر وسیله ای برای اندازه گیری فشار است. نمونه ی معمولی مانومتر،
شامل یک لوله ی U شکل از جنس شیشه است که با مقداری مایع پر شده
است که معمولاً مایع مربوطه ،جیوه می باشد( به علت دانسیته ی بالا ). البته
نمونه های دیجیتالی آن نیز در حال حاضر موجود می باشند.
مورد (1):
در این شکل هر دو پایانه ی لوله در مقابل جو باز هستند. بنابراین هر دو نقطه ی A و B در مقابل فشار جو قرار دارند و همچنین هر دو نقطه دارای ارتفاع عمودی هستند.
مورد (2):
در این شکل بالای لوله در قسمت چپ بسته شده است. ما تصور می کنیم که در این جا یک نمونه گاز در پایانه ی بسته ی لوله قرار دارد. طرف راست لوله در مقابل جو، باز نگه داشته شده است. بنابراین نقطه ی A ، در فشار جو قرار دارد. نقطه ی C، فشار گاز در پایانه ی بسته ی لوله است. نقطه ی B دارای فشار بیشتری از فشار جو می باشد که این مسئله مربوط به وزن ستون مایع با ارتفاع h می باشد. نقاط C و B دارای ارتفاع یکسانی هستند، بنابراین دارای فشار یکسانی نیز می باشند و فشار نقطه ی C برابر با فشار گاز در پایانه ی بسته ی لوله می باشد.
بنابراین در این شکل، فشار گازی که در پایانه ی بسته ی لوله به دام افتاده است، بیشتر از فشار جو می باشد.
مورد (3):
نمونه ی دیگری از مانومتر که در آن قسمت بالای طرف چپ بسته شده است. شاید این طرف لوله شامل یک گاز و یا شاید شامل محیط خلأ باشد. نقطه ی A در فشار جو قرار دارد. نقطه ی C دارای فشار گازی است که در پایانه ی بسته قرار دارد و یا شامل یک محیط خلأ با فشار صفر می باشد.
چون نقطه ی B دارای ارتفاع یکسانی با نقطه ی A است، بنابراین بایستی در فشار جو نیز قرار گرفته باشد. اما فشار در B مجموع فشار در C به اضافه ی فشار اعمال شده به وسیله ی وزن ستون مایع با ارتفاع h در لوله است.
بنابراین نتیجه می گیریم که فشار در C، کم تر از فشار جو می باشد. اگر پایانه ی بسته ی لوله شامل محیط خلأ باشد، فشار در نقطه ی C، صفر است و فشار جوی برابر با فشار اعمال شده از طریق ستون مایع با ارتفاع h است. در این شکل، مانومتر می تواند به عنوان یک بارومتر برای اندازه گیری فشار جو مورد استفاده قرار گیرد.
به دست آوردن رابطه ی فشار ستون مایع :
نیرویی که از طریق ستون مایع اعمال شود را به صورت زیر در نظر می گیریم :
F = mg
همان طور که می دانید فشار به صورت نیروی اعمال شده بر سطح تعریف می گردد که در SI دارای واحد پاسکال می باشد:
P = F / A
جرم استوانه به صورت حاصل ضرب چگالی در حجم به دست می آید:
حجم استوانه نیز از حاصل ضرب سطح A در ارتفاع h به دست می آید:
بنابراین فشار P می شود:
در نتیجه اگر چگالی، ارتفاع و شتاب گرانشی بر حسب واحد های SI به دست آیند، فشار بر حسب پاسکال به دست خواهد آمد. توجه کنید که مقدار فشار مستقل از سطح استوانه می باشد.
جهت یادگیری بیشتر آزمایش زیر را انجام دهید.
دستورالعمل :
- فشار موردنظر برای لوله های سمت چپ و راست لوله ی U شکل مانومتر را تعیین می کنیم.
- با کلیک بر روی open valves، دریچه ها را باز می کنیم.
- اختلاف فشار نمایان می گردد و می توان اثر فشار بیشتر بر روی مایع درون مانومتر را مشاهده کرد.
سختی آب کیفیتی است که بر اثر وجود بیش از اندازه نمک های
محلول کلسیم و منیزیم و تا اندازه ای آهن، منگنز، آلومینیوم و روی در
آن پدید می آید و سبب می شود که مصرف آب به طور کلی و به ویژه
در صنعت دشواری هایی به وجود آورد.
درجه سختی آب :
درجه سختی آب کیفیتی است که میزان سختی آب را مشخص می سازد. درجه سختی آب به طور کلی بر حسب میلی گرم کربنات کلسیم در هر لیتر آب بیان می شود. یعنی 1 درجه سختی آب برابر 1 میلی گرم کربنات کلسیم است. اما در کشورهای مختلف، مقدار یک درجه سختی آب با هم تفاوت دارد. برای نمونه:
- یک درجه سختی آب در فرانسه، برابر 10 میلی گرم کربنات کلسیم در هر لیتر آب در نظر گرفته می شود.
- یک درجه سختی آب در انگلستان، برابر 14.3 میلی گرم کربنات کلسیم در هر لیتر آب در نظر گرفته می شود.
- یک درجه سختی آب در آلمان برابر 10 میلی گرم کربنات کلسیم در هر لیتر آب می باشد.
- یک درجه سختی آب در آمریکا، برابر 17.2 میلی گرم کربنات کلسیم در هر لیتر (یا یک گرم کربنات کلسیم در یک گالن، 3.785 لیتر) آب برآورد می شود.
امروزه، یک واحد همگانی برای درجه سختی آب وضع شده است که برابر 1 میلی اکی والان کربنات کلسیم (یا 50 میلی گرم کربنات کلسیم) در هر لیتر آب است.
در برخی از کشورها، از جمله آمریکا و آلمان، امروزه درجه سختی آب را بر جسب ppm بیان می کنند.
مفهوم سختی کربناتی و غیر کربناتی :
سختی کربناتی، بخشی از سختی آب است که به وجود کربنات ها و بی کربنات های کلسیم، منیزیم، آهن و ... در آن مربوط است.
سختی غیر کربناتی، بخشی از سختی آب است که از نمک های انحلال پذیر دیگر غیر از کربنات ها و بی کربنات ها یعنی سولفات ها، کلرید ها، نیترات های کلسیم، منیزیم، آهن ... موجود در آب ناشی می شود.
مفهوم سختی موقت، سختی دائم و سختی کل آب :
سختی موقت آب، بخشی از سختی آب است که از وجود بی کربنات های کلسیم، منیزیم، آهن در آن ناشی می شود و تنها با عمل جوشاندن می توان آن را برطرف کرد.
سختی دائم آب به وجود نمک هایی غیر از بی کربنات فلزهای موجود در آب مربوط است و با عمل جوشاندن آب از بین نمی رود، بلکه برای از بین بردن آن باید از مواد شیمیایی مناسب استفاده کرد.
مجموع سختی موقت و سختی دائم را، سختی کل آب می گویند. آبی که سختی کل آن از یک میلی اکی والان کربنات کلسیم کم تر باشد، آب نرم (شیرین) محسوب می شود.
هر فلز برای رسیدن به آرایش پایه خود ( اکتت ) با از دادن الکترون به آرایش گاز نجیب قبل از خود می رسد.فلزات به اندازه ظرفیت خود الکترون از دست می دهند.
مثلا سدیم با عدد اتمی ۱۱ با از دست دادن ۱ الکترون به آرایش گاز نجیب قبل از خود یعنی نئون می رسد و به سدیم با +۱ تبدیل میشود.
روش خرید: برای خرید پس از کلیک روی
دکمه زیر و تکمیل فرم سفارش، ابتدا محصول مورد نظر را درب منزل یا
محل کار تحویل بگیرید، سپس وجه کالا و هزینه ارسال را به مامور پست
بپردازید. جهت مشاهده فرم خرید، روی دکمه زیر کلیک کنید.
دانلود تولبار جی تاک
آندرس سلسیوس (١٧٤٤- ١٧٠١) نقطه ثابت پایینی دماسنج را دمای یخ در حال ذوب انتخاب كرد و عدد صفر را به آن نسبت داد.
اساس این روش این است که وقتی آب سخت از یک میدان مغناطیسی
فشار بخار به صورت فشار جزئی اعمال شده توسط بخار بالای سطح مایع
مانومتر وسیله ای برای اندازه گیری فشار است. نمونه ی معمولی مانومتر،
سختی آب کیفیتی است که بر اثر وجود بیش از اندازه نمک های 
