عنوان درس: ترموديناميک مواد 1
1401/07/25 13:02فصل قبل
سرفصل درس: تعادل شيميايي در سيستم‌هاي گازي
نمونه22- عنوان مطلب درسي: قانون دالتون
در مخلوط گازي A, B, C هر گاز به تناسب کسر مولي خود در فشار کل محفظه سهم دارد و فشار نسبي هر جزء گازي بر اساس روابط زير محاسبه مي‌شوند:
PA = XA.Pt , PB = XB.Pt , PC = XC.Pt
که در آن Pt فشار کل محفظه است و XA، XB و XC به ترتيب کسر مولي اجزاء C, B, A در داخل مخلوط گازي مي‌باشند که به شکل زير تعريف مي‌شوند:
XA = nA/(nA + nB + nC)
XB = nB/(nA + nB + nC)
XC = nC/(nA + nB + nC)
که در آن‌ها nB, nA و nC به ترتيب تعداد مول اجزاء C, B, A در داخل مخلوط گازي مي‌باشند.
در حقيقت XA تعداد مول نسبي جزء A در مخلوط گازي است بطوريکه مجموع کسر مولي اجزاء واحد است:
XA +XB+XC= 1
بدين ترتيب فشار جزئي هر گاز در داخل مخلوط متناسب با تعداد مول نسبي آن گاز و فشار کل مخلوط گازي است[1].
عنوان جهت الهي بحث: نقش افراد در تغيير سرنوشت خود
به همين ترتيب در جامعه نيز افراد به تناسب استعداد، توانايي، شايستگي و همتي که از خود نشان مي‌دهند در ساختن آن جامعه نقش و سهم خواهند داشت. چراکه جامعه ترکيب يافته از آحاد مردم است و تاريخ نشان داده است که هريک از افراد با حضور خود در صحنه اجتماع چه نقشي در تغيير ساختار جامعه خويش داشته‌اند. انقلاب اسلامي ايران نمونه بزرگي از نقش افراد در تغير سرنوشت خود است. چنانکه خداوند متعال نيز در قرآن مي‌فرمايد: «انّ اللَّهَ لَا يُغَيِّرُ مَا بِقَوْمٍ حَتَّى يُغَيِّرُوا مَا بِأَنْفُسِهِم[2]؛ در حقيقت خدا حال قومى را تغيير نمي‌دهد تا آنان حال خود را تغيير دهند.» از طرفي ديگر مي‌توان گفت هر کسي به تناسب استعداد و توانايي و همت خود در چهارچوب قانون مي‌تواند از کل امکانات موجود در جامعه سهم داشته باشد و عدالت اين نيست که همه سهم مساوي داشته باشند.
سرفصل درس: ترموديناميک محلول‌ها
نمونه23- عنوان مطلب درسي: انواع محلول‌ها
شرايط انحلال دو يا چند عنصر در يکديگر و ايجاد يک‌فاز محلول جامد تک فازي (انحلال کامل) به قرار زير است:
اختلاف اندازه شعاع اتمي حداکثر 15%.
ساختار کريستالي مشابه و پارامتر‌هاي کريستالي نزديک به هم.
الکترونگاتيويته مشابه.
ظرفيت الکتروني و شيميايي مشابه.
بر حسب اينکه شرايط فوق تا چه اندازه برقرار باشد دو نوع محلول جاذبه‌اي و دافعه‌اي شکل مي‌گيرد. در محلول‌هاي جاذبه‌اي عمل انحلال با انرژي کم و در دماهاي پايين‌تري قابل انجام است و براي يک ميزان انحلال معين به کار کمتري نياز است. در حقيقت شرايط لازم براي نفوذ اتم‌ها در يکديگر و برقراري پيوند وجود دارد. لازم به ذکر است که در اين نوع محلول‌ها با افزايش دما ميزان انحلال کاهش مي‌يابد. در حالي که براي محلول‌هاي دافعه‌اي شرايط گفته شده از يک تا پنج به خوبي برقرار نبوده و فرآيند انحلال نياز به انرژي دارد و با افزايش دما و صرف کار بيشتر انحلال صورت مي‌گيرد. لازم به ذکر است براي يک محلول معين در يک رنج دمايي ممکن است جاذبه‌اي و در دامنه دمايي ديگر دافعه‌اي عمل مي‌نمايد. به عنوان مثال در دماهاي بالاحالت تک فاز (انحلال کامل) برقرار بوده اما با کاهش دما انحلال کاهش مي‌يابد و اگر سريع سرد کنيم آلياژ رسوب سخت حاصل مي‌شود[3].
عنوان جهت الهي بحث: شخصيت‌هاي جاذبه‌اي و دافعه‌اي در جامعه
فارغ از بحث جاذبه و دافعه محلولي، جاذبه و دافعه اجتماعي نيز وجود دارد در جامعه دو گونه از افراد زياد به چشم مي‌خورند: گروه اول افرادي هستند که اجتماعي هستند و بدون سفارش و توصيه به راحتي در جامعه حضور پيدا مي‌کنند و نقش خود را به خوبي ايفا مي‌نمايند. معيار اين‌گونه افراد در روابط اجتماعي نفع شخصي نبوده و حتي در وراء تکليف و وظيفه، خود در امور اجتماعي پيش‌قدم مي‌باشند و در نتيجه، محبوب جامعه مي‌باشند و افراد جامعه را به سمت خود جذب مي‌نمايند (محلول جاذبه‌اي).
گروه دوم افرادي هستند که اجتماعي نيستند و ميلي به ورود در جمع و جوشش با مردم ندارند و انزواطلب هستند؛ آن‌ها رفتار مخالف آنچه در بالا گفته شد دارند و به تدريج افراد را از خود دور مي‌کنند. (محلول دافعه‌اي). در اسلام دستوراتي براي اجتماعي شدن اين‌گونه انسان‌ها وجود دارد که مي‌تواند بي‌انگيزگي دروني آن‌ها را جبران کند. اگر مي‌بينيم اين‌قدر در دين سفارش به صله رحم و ديدار با مؤمنين، حضور در نماز جمعه و جماعت، عيادت بيماران و ... شده است يکي از حکمت‌هاي آن اين است که افراد منزوي را به حضور در جامعه و ايفاي نقش اجتماعي آن‌ها سوق د هد.
سرفصل درس: ترموديناميک محلول‌ها
نمونه24- عنوان مطلب درسي: تعادل فازي
زماني تعادل در يک سيستم چند فازي وجود دارد که انرژي آزاد سيستم کمترين بوده و پايدارترين حالت خود را داشته باشد؛ اما به‌محض اينکه به دلايل تغيير دما و فشار و يا افزايش درصد عنصر حل‌شدني به بيش از مقدار حد حلاليت، انرژي آزاد سيستم افزايش يافت، سيستم به سمت ناپايداري حرکت مي‌نمايد[4].
عنوان جهت الهي بحث: نقش وحدت و تفرقه در سرنوشت يک جامعه
در جامعه نيز همين حالت برقرار است يعني چندفازي بودن و وجود سلايق و عقايد مختلف مانعي ندارد ولي نبايد اختلافات بيش از حد زياد شود. بهترين حالت اين است که در عين وجود گروه‌هاي مختلف، اختلاف کم باشد تا جامعه در پايدارترين حالت باشد.
زماني که هماهنگي و هدفي مشترک براي افراد يک جامعه وجود داشته باشد وحدت بيشتر بوده و جامعه آسيب‌پذيري کمتري خواهد داشت و مشابه يک محلول در حالت تعادل عمل مي‌نمايد؛ اما زماني که چند دستگي در جامعه وجود داشته باشد و فضاي دو قطبي يا چند قطبي بر جامعه حاکم شود به‌گونه‌اي که هر گروهي ساز خود را بزند و سنگ منافع خودش را به سينه بزند مشابه محلول ناپايدار آسيب‌پذير است و التهاب و ناپايداري هر لحظه جامعه را تهديد مي‌کند.
گفت پيغمبر كه اندر ساق عرش منشى نور اين‌چنين بنوشته نقش
ذلّت اولاد آدم بي‌خلاف زاختلاف است اختلاف است اختلاف[5]
سرفصل درس: تعادل در سيستم‌هاي واکنشي همگن و غير همگن
نمونه25- عنوان مطلب درسي: تعادل شيميايي
چنانچه اجزاء جامد يا مايع همراه با يک يا چند فاز گازي در يک واکنش شرکت داشته باشند، فعاليت شيميايي اجزاي جامد يا مايع در برابر فاز گازي کمتر بوده و فعاليت اجزاء گازي نيز متناسب با فشار آن‌ها تعيين مي‌شود. در حقيقت اين عامل گازي است که نيروي محرکه اصلي در انجام واکنش و پيشروي آن است؛ زيرا عامل گازي به دليل پيوند ضعيف‌تر اتم‌ها، ديناميک بوده و نقش واکنشگر با اجزاء جامد يا مايع با حالت سکون و استاتيکي دارد. بدين ترتيب در محاسبه ثابت تعادل فشاري يک واکنش به صورت زير عمل مي‌شود:
aA(s)+bB(g)=¡C(g)+dD(s) Kp = PC¡/PBb
ثابت تعادل فشاري واکنش‌هاي شيميايي مستقل از فشار کل سيستم بوده و فقط به دما بستگي دارد[6]
عنوان جهت الهي بحث: نقش افراد وارسته (بدون وابستگي) در جامعه
روشن است که هرگونه وابستگي منجر به محدوديت در کارايي خواهد شد، انسان‌هايي که به لحاظ معنوي از تمام قيدوبندهاي دنيوي مثل محبت شهوات و محبت شهرت و مقام آزاد باشند بسيار تأثيرگذارتر هستند نسبت به کساني که دست و پاي خود را با اين موانع بسته‌اند؛ بنابراين همان‌گونه که فاز گاز به دليل ضعيف بودن پيوند اتمي در واکنش‌ها مؤثرتر هست، در جامعه نيز افرادي که داراي پيوند و تعلق کمتري به دنيا و پست و مقام هستند، تأثيرگذارتر و فعال‌تر هستند. چراکه به دليل عدم وابستگي در انجام‌وظيفه خود ملاحظات گروهي، منطقه‌اي و حتي شخصي کمتري دارند.
سرفصل درس: تعادل شيميايي در سيستم‌هاي چگال
نمونه26-عنوان مطلب درسي: دياگرام الينگهام
هر اندازه انرژي آزاد تشکيل اکسيد‌هاي فلزي منفي‌تر باشد آن اکسيد پايدارتر بوده و مي‌تواند در جهت احياء اکسيد‌هاي کمتر پايدار عمل نمايد. به عنوان مثال:
AO2(s) + B(s) = BO2(s) + A(s)
DG = DGBO2 - DGAO2
در اينجا اکسيد فلز B به دليل تغييرات انرژي آزاد تشکيل منفي‌تر پايدارتر از اکسيد A بوده و بنابراين فلز B به عنوان احياء کننده AO2 عمل مي‌نمايد و خود اکسيد مي‌شود[7].
عنوان جهت الهي بحث: خودگذشتگي افراد در جهت احياء جامعه
هر چند مواد، فرآيند احياء را که مستلزم اکسيد شدن خودشان است، آگاهانه و از روي اختيار انجام نمي‌دهند اما اين خصوصيت در ذات آن‌ها وجود دارد. جالب است که اين خصوصيت در جاي‌جاي عالم هستي مشاهده مي‌شود به عنوان مثال نوعي ملخ وجود دارد که از طرف جنوب غربي ايران (عربستان) و از خليج‌فارس عبور کرده و خود را به سواحل جنوبي ايران مي‌رساند که به آن ملخ دريايي مي‌گويند. اين ملخ‌ها به هنگام طغيان و مهاجرت بايد از خليج‌فارس بگذرند که بعد از مقداري پرواز چون خسته مي‌شوند براي اينکه به هدف خود يعني همانا به سواحل ايران برسند، برخي از ملخ‌ها جان‌فشاني مي‌کنند و خود را در آب مي‌اندازند و جزيره‌اي از ملخ مي‌سازند تا ساير ملخ‌ها بر روي آن‌ها استراحت کنند و به راه خود ادامه دهند تا به هدف خود برسند.
حال اگر کسي آگاهانه و از روي اختيار اين خودگذشتگي را انجام دهد، عمل او از ارزش بالايي برخوردار است. گاهي براي آنکه جامعه به اهداف عالي خود برسد يک عده بايد جان‌فشاني کنند وگرنه جامعه به هدف خود نمي‌رسد. حقيقت آن است که انسان نبايد از مواد بي‌جان و حشرات کمتر باشد و اين در صورتي است که از روحيه ايثار برخوردار باشد. ايثار يعني ترجيح دادن ديگران بر خود و اين روحيه زماني ايجاد مي‌شود که انسان از حالت خودپرستي و خودبيني خارج شده باشد. در اين صورت مي‌تواند بر قله فضايل اخلاقي بايستد و به بالاترين فضيلت اخلاقي برسد. حضرت علي g مي‌فرمايند: «ايثار بالاترين مرتبه کرم و برترين صفت اخلاقي است.[8]»
سرفصل درس: اکتيويته و ثابت تعادل
نمونه27- عنوان مطلب درسي: اکتيويته اجزاء چگال
عنصر آلياژي به دليل داشتن اکتيويته پايين‌تر، کمتر تحت تأثير عوامل محيطي است و بدين ترتيب نرخ واکنش‌پذيري مخرب آن با عوامل محيطي مانند اکسيژن، بخار آب و گازهاي CO و CO2 کاهش مي‌يابد. هر اندازه اين عنصر آلياژي انحلال‌پذيري بيشتري داشته باشد پايداري فيزيکي و شيميايي آن در محلول بالاتر خواهد بود[9].
عنوان جهت الهي بحث: نقش ولايت‌پذيري انسان بر دوري از دنياپرستي
اين قاعده (که وقتي فلز غيرآلياژ و به عبارتي ديگر تنها باشد، واکنش‌پذيري مخرب آن از محيط بيشتر است) در مورد انسان نيز صدق مي‌کند؛ انسان مسلمان وقتي تنها باشد، آسيب‌پذيري‌اش بيشتر است و به تعبير روايت بهره (شکار) شيطان مي‌شود[10] اما وقتي با جماعت مسلمين باشد، مصونيت بيشتري دارد (يدالله مع الجماعه).
[1]. مقدمه‌اي بر ترموديناميک مواد، ج 2، ص 55.
[2]. رعد: 11.
[3]. مقدمه‌اي بر ترموديناميک مواد، ص 77.
[4]. مقدمه‌اي بر ترموديناميک مواد، ص 155.
[5]. اخلاق اسلامى، ج2، ص 105.
[6]. مقدمه‌اي بر ترموديناميک مواد، ص 246.
[7]. همان، ص 250.
[8]. «ألإيثار أعلى مراتب الكرم و أفضل الشّيم» (غرر الحكم و درر الكلم ص76، ح 1458).
[9]. مقدمه‌اي بر ترموديناميک مواد، ص 313.
[10]. «فَإِنَّ يَدَ اللَّهِ مَعَ الْجَمَاعَةِ وَ إِيَّاكُمْ وَ الْفُرْقَةَ فَإِنَّ الشَّاذَّ مِنَ النَّاسِ لِلشَّيْطَانِ» (نهج البلاغه، ص31).