دانلود مقاله کامل درباره کاربرد نانو در صنایع دریایی

اختصاصی از فی ژوو دانلود مقاله کامل درباره کاربرد نانو در صنایع دریایی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل: Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه :14

بخشی از متن مقاله

کاربرد نانو در صنایع دریایی

قدرت دریایی هر کشور از عناصر مختلفی تشکیل می شود. این عناصر می توانند با ناوگان نظامی، ناوگان تجاری، ناوگان صیادی، ناوگان شناورهای مردمی ، مراکز آموزش دریایی و صنایع دریایی تشکیل شوند. یکی از قسمتهای مهم این قدرت دریایی، بخش صنایع دریایی است .

مقدمه :

امروزه بحث‌های بسیاری در زمینه فناوری‌نانو ، کاربردها، مزایا ودورنمای آیندة آن مطرح است. صنایع دریایی حوزة وسیعی از صنایع از قبیل ساخت کشتی؛ زیردریایی و سکوهای دریایی را شامل می‌شود که اغلب آنها در کشور ایران نوپا هستند. فناوری‌نانو در بخش‌های مختلف صنایع دریایی کاربردهای ارزنده‌ای دارد که می‌تواند صنایع دریایی کشور ایران را با تحول زیادی روبه‌رو کند. از طرفی شناسایی نیازهای گستردة صنایع دریایی می‌تواند بازار خوبی برای محصولات فناوری‌نانو در ایران باشد و زمینة رشد خوبی را نیز برای آن فراهم کند. در این مقاله برخی کاربردهای فناوری‌نانو در صنایع دریایی مورد ارزیابی قرار گرفته و در انتها نیز جایگاه صنایع دریایی درکشورایران آورده شده است.

قدرت دریایی هر کشور از عناصر مختلفی تشکیل می شود. این عناصر می توانند با ناوگان نظامی، ناوگان تجاری، ناوگان صیادی، ناوگان شناورهای مردمی ، مراکز آموزش دریایی و صنایع دریایی تشکیل شوند. یکی از قسمتهای مهم این قدرت دریایی، بخش صنایع دریایی است . قبل از اینکه بخواهیم درباره کاربردهای فناوری نانو در صنایع دریایی سخنی به میان آوریم؛بهتر است تا درباره چیستی این فناوری اندکی بدانیم. از نانو، بیوتکنولوژی و فناوری اطلاع رسانی به عنوان سه قلمرو علمی نام می برند که انقلاب سوم صنعتی را شکل می دهد. از همین روست که کشورهای در حال توسعه که اغلب از دو انقلاب قبل جا مانده اند، می کوشند با سرمایه گذاری در این سه قلمرو، عقب ماندگی خود را جبران کنند. همان گونه که در این گزارش می خوانید، نانوتکنولوژی کاربردهای گسترده ای در تمام حیطه های زندگی دارد و از این رو توسعه آن می تواند به بهبود و تسهیل زندگی کمک فراوان کند.

نانو مطالعه ذرات در مقیاس اتمی برای کنترل آنهاست. هدف اصلی اکثر تحقیقات نانو شکل‌ دهی ترکیبات جدید یا ایجاد تغییراتی در مواد موجود است. نانو در الکترونیک ، زیست ‌شناسی ، ژنتیک ، هوانوردی و حتی در مطالعات انرژی بکار برده می‌شود.در نیم قرن گذشته شاهد حضور حدود پنج فناوری عمده بودیم، که باعث پیشرفتهای عظیم اقتصادی در کشورهای سرمایه گذار و ایجاد فاصله شدید بین کشورهای جهان شد. در ایران بدلیل فقدان تصمیم گیری بموقع ، به این فرصتها پس از گذشت سالیان طولائی آن بها داده می‌شد ، همچون فنآوری الکترونیک و کامپیوتر در دو سه دهه گذشته که امروزه علیرغم توانایی دانشگاهی و داشتن تجهیزات آن ،ایران هیچگونه حضور تجاری در بازارهای چند صد میلیاردی آن ندارد. فناوری نانو با طبیعت فرا رشته‌ای خود ، در آینده در برگیرنده همه فناوریهای امروزین خواهد بود و به جای رقابت با فن آوریهای موجود ، مسیر رشد آنها را در دست گرفته و آنها را بصورت «یک حرف از علم» یکپارچه خواهد کرد.
میلیونها سال است که در طبیعت ساختارهای بسیار پیچیده با ظرافت نانومتری (ملکولی) _مثل یک درخت یا یک میکروب_ ساخته می‌شود . علم بشری اینک در آستانه چنگ اندازی به این عرصه است، تا ساختارهائی بی‌نظیر بسازد که در طبیعت نیز یافت نمی‌شوند. فناوری نانو کاربردهای را به منصه ظهور می‌رساند که بشر از انجام آن به کلی عاجز بوده است و پیامدهائی را در جامعه بر جا می‌گذارد که بشر تصور آنها را هم نکرده است.

آغاز نانوتکنولوژی :

علم نانو و علوم مرتبط با آن جدید نیستند چرا که صدها سال است که شیمیدانان از تکنیک‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هایی علم نانو در کار خود استفاده می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کنند که بی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شباهت به تنکنیک‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های امروزی نانو نیست. پنجره های رنگارنگ کلیساهای قرون وسطی، شمشیرهای یافت شده در حفاری های سرزمین های مسلمان همگی گویای این مطلب هستند که بشر مدت هاست که از برخی شگردهای این فناوری در بهینه کردن فرایندها و ساخت باکیفیت تر اشیاء بهره می برده است اما تنها به دلیل پیشرفت کم فناوری و نبود امکانات امروزی مانند میکروسکوپ نیروی اتمی، میکروسکوپ تونلی پیمایشی و غیره نتوانسته حوزه مشخصی برای این فناوری تعیین کند.
نانو تکنولوژی از یک رشته علمی خاص مشتق نمی شود. با وجودی که نانو تکنولوژی بیشترین وجه مشترک را با علم مواد دارد، خواص اتم و ملکول شالوده بسیاری از علوم است و در نتیجه دانشمندان حوزه های علمی به آن جذب می شوند. برآورد می شود در سراسر جهان حدود 000/20 نفر در نانو تکنولوژی کار می کنند.
پیشوند نانو از کلمه یونانی به معنای کوتوله مشتق می شود. برای اولین بار ریچارد فاینمن برنده جایزه نوبل فیزیک پتانسیل نانو علم را در یک سخنرانی تکان‌ دهنده با نام «درپایین اتاقهای زیادی وجود دارد»، مطرح کرد. فاینمن اصرار داشت، که دانشمندان ساخت وسائلی را که برای کار در مقیاس اتمی لازم است، شروع کنند.

این موضوع مسکوت ماند، تا اینکه اریک درکسلر ندای فاینمن را شنید و یک قالب ‌کاری برای مطالعه «وسایلی که توانایی حرکت دادن اشیاء مولکولی و مکان آنها را با دقت اتمی دارند»ایجاد کرد، که در سپتامبر 1981 در مقاله‌ای با نام«پروتئین راهی برای تولید انبوه مولکولی ایجاد می‌کند» آن را ارائه داد.درکسلر آن را با کتابی بنام «موتورهای خلقت» دنبال کرد و توسعه مفهوم نانو تکنولوژی را همانند یک کوشش علمی ادامه داد. اولین نشانه‌های ثبت ‌شده از این مفهوم نانو تکنولوژی تغییر مکان دادن اشیا مولکولی ، در سال 1989 بود، موقعی که دانشمندی در مرکز تحقیقات آلمادن IBM اتمهای منفرد گزنون را روی صفحه نیکل حرکت داد، تا نام IBM را روی سطح نیکل نقش کند.
براساس برآورد شرکت لاکس ریسرچ درنیوریورک، بودجه کل تحقیق و توسعه نانو تکنولوژی دولت ها و شرکت ها در سراسر جهان در سال 2004 بیش از 6/8میلیارد دلار بود. نیمی از این بودجه از جانب دولت ها تأمین می شد. اما به پیش بینی لاکس ریسرچ در سال های آینده، شرکت ها احتمالاً بودجه بیشتری از دولت ها صرف این علم خواهند کرد. .در خلال شش سال پیش از 2003 سرمایه گذاری در نانو تکنولوژی توسط سازمان های دولتی هفت برابر شده است. این حجم سرمایه گذاری انتظارات را به اندازه ای افزایش داده است که شاید قابل تحقق نباشد. برخی معتقدند شرکت های نانو تکنولوژی مانند حباب شرکت های اینترنت در سال های اخیر از بین خواهند رفت. اما دلایلی وجود دارد که نشان می دهد درباره مخاطرات آن گزافه گویی شده است. سرمایه گذاران خصوصی اکنون بسیار محتاط تر از دوره رونق شرکت های اینترنت هستند و بیشتر پولی که دولت ها در این زمینه اختصاص می دهند، صرف علوم پایه و فناوری هایی می شود که تا سال ها در اختیار همگان قرارنخواهد گرفت. با این حال کیفیت برخی محصولات موجود با کاربرد نانو تکنولوژی بهبود یافته است و در چند سال آینده بر تعداد آنها افزوده خواهد شد. مثلاً با افزودن ذرات ریز نقره، بانداژ ضد سوختگی خاصیت ضد میکروبی پیدا کرده است. با اتصال ملکول های ایجاد کننده مانع به فیبر پنبه، پارچه هایی تولید شده است که ضد لکه و بو است.

راکت های تنیس با افزودن ذرات ریز تقویت شده است. در درازمدت نانو تکنولوژی به نوآوری های بزرگتری خواهد انجامید، از جمله انواع جدید حافظه کامپیوتر، فناوری پزشکی و روش های تولید انرژی بهتر مانند سلول های خورشیدی.
طرفداران این فناوری می گویند نانو تکنولوژی به تولید انرژی پاک و تولید بدون مواد زائد و غیره خواهد انجامید. مخالفان آن معتقدند نانوتکنولوژی باعث ایجاد نوعی نظام شناسایی بین المللی و آسیب به فقرا، محیط زیست و سلامت انسان خواهد شد. به نظر می رسد هر دو گروه در مورد استدلال های خود گزافه گویی می کنند، اما به هرحال باید از نانو تکنولوژی استقبال کرد.
همچنین از فناوری نانو به عنوان«رنسانس فناوری» و«روان کننده جریان سرمایه گذاری» یاد می‌شود. ورود محصولات متکی بر این فناوری جهشی بس عظیم در رفاه و کیفیت زندگی و توانائیهای دفاعی و زیست محیطی به همراه خواهد داشت و موجب بروز جابجائیهای بزرگ اقتصادی خواهد شد. هم اکنون بخشهای دولتی و خصوصی کشورهای مختلف جهان شامل ژاپن ، آمریکا ، اتحادیه اروپا ، چین ، هند ، تایوان ، کره جنوبی ، استرالیا و روسیه در رقابتی تنگاتنگ بر سر کسب پیشتازی جهانی در لااقل یک حوزه از این فناوری به سر می‌برند.هم اکنون روی هم رفته حدود 30 کشور دنیا در زمینه فناوری نانو دارای «برنامه ملی»یا درحال تدوین آن هستند، و طی پنچ سال گذشته بودجه تحقیق و توسعه در امر فناوری نانو را به 3.5 برابر افزایش داده‌اند. کشورهای ژاپن و آمریکا نیز فناوری نانو را اولین اولویت کشور خود در زمینه فناوری اعلام کرده اند.

*** متن کامل را می توانید بعد از پرداخت آنلاین ، آنی دانلود نمائید، چون فقط تکه هایی از متن به صورت نمونه در این صفحه درج شده است ***

دانلود مقاله کامل درباره مکانیک در فیزیک

اختصاصی از فی ژوو دانلود مقاله کامل درباره مکانیک در فیزیک دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل: Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه :22

بخشی از متن مقاله

مکانیک در فیزیک

نگاه اجمالی:

مکانیک کلاسیک یکی از قدیمیترین و آشناترین شاخه‌های فیزیک است. این شاخه با اجسام در حال سکون و حرکت ، و شرایط سکون و حرکت آنها تحت تاثیر نیروهای داخلی و خارجی ، سرو‌ کار دارد. قوانین مکانیک به تمام گستره اجسام ، اعم از میکروسکوپی یا ماکروسکوپی، از قبیل الکترونها در اتمها و سیارات در فضا یا حتی به کهکشانها در بخش‌های دور دست جهان اعمال می‌شود.

. سینماتیک حرکت:

سینماتیک به توصیف هندسی محض حرکت ( یا مسیرهای) اجسام ، بدون توجه به نیروهایی که این حرکت را ایجاد کرده‌اند ، می‌پردازد. در این بررسی عاملین حرکت (نیروهای وارد بر جسم) مد نظر نیست و با مفاهیم مکان ، سرعت ، شتاب ، زمان و روابط بین آنها سروکار دارد. در این علم ابتدا اجسام را بصورت ذره نقطه‌ای بررسی نموده و سپس با مطالعه حرکت جسم صلب حرکت واقعی اجسام دنبال می‌شود.

حرکت اجسام به دو صورت مورد بررسی است:

• سینماتیک انتقالی:

در این نوع حرکت پارامترهای سیستم به صورت خطی هستند و مختصات فضایی سیستم‌ها فقط انتقال می‌یابد. از اینرو حرکت انتقالی مجموعه مورد بررسی قرار می‌گیرد. کمیت مورد بحث در سینماتیک انتقالی شامل جابه‌جایی ، سرعت خطی ، شتاب خطی ، اندازه حرکت خطی و...می‌باشد.

• سینماتیک دورانی

در این نوع حرکت برخلاف حرکت انتقالی پارامتر اصلی حرکت تغییر زاویه می‌باشد. به عبارتی از تغییر جهت حرکت ، سرعت و شتاب زاویه‌ای حاصل می‌شود. و مختصات فضایی سیستم ‌ها فقط دوران می‌یابند. جابه‌جایی زاویه‌ای ، سرعت زاویه‌ای ، شتاب زاویه‌ای و اندازه حرکت زاویه‌ای از جمله کمیات مورد بحث در این حرکت می‌باشند.

دینامیک حرکت :

دینامیک به نیروهایی که موجب تغییر حرکت یا خواص دیگر ، از قبیل شکل و اندازه اجسام می‌شوند می‌پردازد. این بخش ما را با مفاهیم نیرو و جرم و قوانین حاکم بر حرکت اجسام هدایت می‌کند. یک مورد خاص در دینامیک ایستاشناسی است که با اجسامی که تحت تاثیر نیروهای خارجی در حال سکون هستند سروکار دارد.

پایه گذاران مکانیک کلاسیک:

• با این که شروع مکانیک از کمیت سرچشمه می‌گیرد ، در زمان ارسطو فرایند فکری مربوط به آن گسترش سریعی پیدا کرد. اما از قرن هفدهم به بعد بود که مکانیک توسط گالیله ، هویگنس و اسحاق نیوتن بدرستی پایه‌گذاری شد. آنها نشان دادند که اجسام طبق قواعدی حرکت می‌کنند ، و این قواعد به شکل قوانین حرکت بیان شدند. مکانیک کلاسیک یا نیوتنی عمدتا با مطالعه پیامدهای قوانین حرکت سروکار دارد.
• قوانین سه گانه اسحاق نیوتن راه مستقیم و سادهای به موضوع مکانیک کلاسیک می‌گشاید.این قوانین عبارتند از:
  • قانون اول نیوتن:
  • هر جسمی به حالت سکون یا حرکت یکنواخت خود در روی یک خط مستقیم ادامه می‌دهد مگر اینکه یک نیروی خارجی خالص به آن داده شود و آن حالت را تغییر دهد.
  • قانون دوم نیوتن
  • آهنگ تغییر تکانه خطی یک جسم با برآیند نیروهای وارد بر آن متناسب بوده و در جهت آن قرار دارد.
  • قانون سوم نیوتن:
  • این قانون که به قانون عمل و عکس‌العمل معروف است ، اینگونه بیان می‌شود. هر عملی را عکس العملی است ، مساوی با آن و در خلاف جهت آن.
• فرمولبندی لاگرانژی مکانیک کلاسیک:

در برسی حرکت اجسام به کمک قوانین نیوتون اجسام به صورت ذره‌ای در نظر گرفته می‌شود. بنابراین ، بررسی حرکات سیستم های چند ذره‌ای ، اجسام صلب ، دستگاه‌های با جرم متغیر ، حرکات جفت شده و ... به کمک قوانین اسحاق نیوتن به سختی صورت می‌گیرد. لاگرانژ و هامیلتون دو روش مستقلی را برای حل این مشکل پیشنهاد کردند. در این روشها برای هر سیستم یک لاگرانژین (هامیلتونین) تعریف کرده ، سپس به کمک معادلات اویلر-لاگرانژ (هامیلتون-ژاکوپی) حرکات محتمل سیستمها مورد بررسی قرار می‌گیرد.
موارد شکست فرمولبندی اسحاق نیوتن :

• تا آغاز قرن حاضر . قوانین اسحاق نیوتن بر تمام وضعیتهای شناخته شده کاملا قابل اعمال بودند. مشکل هنگامی بروز کرد که این فرمولبندی به چند وضعیت معین زیر اعمال شدند:
• اجسام بسیار سریع
• اجسامی که با سرعت نزدیک به سرعت نور حرکت می‌کنند.
• اجسام با ابعاد میکروسکوپی مانند الکترونها در اتم‌ها.

شکست مکانیک کلاسیک در این وضعیتها ، نتیجه نارسایی مفاهیم کلاسیکی فضا و زمان است.

مکمل مکانیک کلاسیک:

مشکلات موجود در سر راه مکانیک کلاسیک منجر به پیدایش دو نظریه زیر شد:

• فرمولبندی نظریه نسبیت خاص برای اجسام متحرک با سرعت زیاد
• فرمولبندی مکانیک کوانتومی برای اجسام با ابعاد میکروسکوپی

مکانیک تحلیلی

نگرش کلی

مکانیک تحلیلی همانگونه که از نامش بر می‌آید ، شاخه‌ای از علم گسترده فیزیک است که به تجزیه و تحلیل حرکت سیستم‌های مختلف می‌پردازد‌. در مکانیک کلاسیک حرکت در حالت کلی مورد بحث قرار می‌گیرد. و کمتر به ریزه‌کاریهای موجود در حرکت پرداخت می‌شود. به عنوان حرکت یک دستگاه چند ذره‌ای به طور کامل جرمی می‌شود ، در صورتیکه در مکانیک کلاسیک بیشتر حرکت تک ذره و در نهایت سیستم دو یا سه ذره‌ای مورد بحث قرار می‌گیرد. مکانیک تحلیلی جهت آماده سازی برای کار پیشرفته در فیزیک جنبه اساسی دارد‌. یکی از اهداف مکانیک تحلیلی تحریک حس کنجکاوی در خواننده است به گونه‌ای که او را به فکر کردن درباره پدیده‌های فیزیکی در قالب عبارات ریاضی آماده می‌کند و زمینه‌ای برای درک عمیق اصول اساسی مکانیک ایجاد می‌کند. هدف فرا گرفتن مکانیک ، باید این باشد که شئی تقریبا به همان اندازه شهودی برای بیان ریاضی مسائل فیزیکی و همچنین برای تغییر فیزیکی جوابهای ریاضی در خواننده پدید آید.

*** متن کامل را می توانید بعد از پرداخت آنلاین ، آنی دانلود نمائید، چون فقط تکه هایی از متن به صورت نمونه در این صفحه درج شده است ***

دانلود مقاله کامل درباره عنصرهای شیمیایی

اختصاصی از فی ژوو دانلود مقاله کامل درباره عنصرهای شیمیایی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل: Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه :44

بخشی از متن مقاله

رادن

رادون یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن Rn و  عدد اتمی آن 86 میباشد. این عنصر از گازهای بی اثر و رادیو اکتیو است که توسط رادیم به وجود میاید. رادون یکی از سنگین ترین گازها بوده و برای سلامتی مضر میباشد. پایدارترین ایزوتوپ آن Rn222 میباشد که نیمه عمرش 3.8 روز بوده و در پرتودرمانی کاربرد دارد.

خصوصیات قابل توجه

رادون که یک گاز بی اثر است از گازهای اصیل بوده و یکی از سنگین ترین گازها در دمای اتاق میباشد. (سنگین ترین گاز  tungsten hena fluride WF6 میباشد.) رادون در دما و فشار استاندارد یک گاز بی رنگ است ولی با سرما دادن به آن تا زیر درجه انجماد به رنگ سبز فسفری و درخشانی در میاید که با پایین آوردن بیشتر دما به رنگ زرد و در نهایت در دمای ذوب به رنگ نارنجی مایل به قرمز تغییر میابد. برخی از تجربیات نشان میدهند که فلور میتواند با رادون واکنش دهد و فلورید رادون کلاثریت های clathrates رادون را گزارش کرده اند .
تمرکز رادون طبیعی درجو بسیار ناچیز بوده و آبهای طبیعی در تماس با جو همچنان رادون را در عمل تبخیر از دست میدهند. بنابر این ابهای زیر زمینی در مقایسه با آبهای سطحی تمرکز بیشتری از رادون 222 را در خود دارند به علاوه مناطق اشباع شده یک خاک معمولا مقدار بیشتری رادون در برابر مناطق اشباع نشده دارند که این به دلیل کمبود انتشار رادون در جو میباشد.

کاربردها

برخی بیمارستانها با انجام عمل پمپاژ گاز رادون از یک منبع رادیومی و ذخیره آن در لوله های بسیار کوچک که سوزن یا دانه نامیده میشود رادون تولید میکنند که در موارد درمانی کاربرد دارد.

رادون به دلیل از بین رفتن سریعش در هوا در مطالعات آب شناسی «هیدرولوژیک) برای مطالعه در خصوص فعل و انفعالات در آبهای زیرزمینی نهرها و رود خانه ها استفاده میشود.

تاریخچه

رادون در سال 1900 توسط Friedrich Ernst Dorn که آن را Darium Emanation نامید کشف شد. در سال 1908 William Ramsay و Robert Whytlaw-Gray که آن را نیتون نامید) آن را جدا کرده و چگالی آن را تعیین کردند و فهمیدند که رادون سنگین ترین گاز شناخته شده در آن زمان میباشد. این گاز از سال 1923 رادون نامیده شد.

پیدایش

به طور میانگین در هر 1 x 10^21 مولوکول هوا یک مولوکول رادون وجود دارد. و در هر یک مایل مربع از  خاک به عمق 6 اینچ یک گرم رادیوم وجود دارد که به رادون تجزیه شده و مقادیر بسیار ناچیزی از این گاز کشنده را در هوا منتشر میکند. رادون همچنین در برخی از چشمه های آب گرم نیز یافت میشود.

اطلاعات اولیه

کریپتون ، یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که دارای نشان Kr و عدد اتمی 36 می‌باشد. کریپتون که گازی نجیب و بی‌رنگ است، به مقدار بسیار کم در اتمسفر وجود داشته ، بوسیله شکنش هوای مایع جدا می‌شود. همچنین از کریپتون به همراه سایر گازهای کمیاب در لامپهای فلورسنت استفاده می‌شود. این گاز برای بسیاری از اهداف عملی بی‌اثر است، اما ترکیباتی را با فلوئور ساخته است.

تاریخچه

کریپتون را ( از واژه یونانی kryptos به معنی پنهان ) ، "Moris Travers" و "by William Ramsay" در سال 1898 در پس‌مانده‌های حاصل از تبخیر تقریبا" تمامی اجزاء هوای مایع کشف کردند. در سال 1960 و با یک توافق بین‌المللی ، متر بر اساس نور خارج شده از یک ایزوتوپ کریپتون تعریف شد. این توافق ، جایگزین standard meter پاریس شد که یک میله فلزی ساخته شده از آلیاژ ایریدیم-  پلاتین بود، ( در ابتدا این میله یک ده میلیونیم ربع محیط قطبی زمین برآورد می‌شد). در اکتبر 1983 ، آژانس بین‌المللی اوزان و مقیاسات ، جایگزین معیار کریپتون شد. اکنون متر را بعـنوان مسافتی که نور در مـدت 458,1 ، 792 ، 299 ثانیه در خلاء طی می‌کند، تعریف می‌کنند.

خصوصیات قابل توجه

کریپتون گازی کم بو ، کم رنگ که تحت تاثیر ولتاژ بالا ، رنگ سبز روشن دارد . این عنصر توسط دانشمند اسکاتلندی William Ramsay کشف گردید . گازی با قیمت مناسب است .کریپتون در حدود ppm1 در هوا وجود دارد ودر اتمسفر کمتر( در حدود ppm0.3 )است . این خصوصیات بوسیله برلیان سبز و خطوط طیفی نارنجی مشخص شده است . خطوط طیفی از کریپتون به آسانی تولید و مشخص می شود.
کریپتون دارای بلورهای سفید با ساختار مکعبی مستحکم است که از گازهای نادر دیگر متداول تر است.
کریپتون به مقدار کم در اتمسفر است وجدایش آن از هوا صورت می گیرد . وبه صورت سیلندر های تحت فشار بالا عرضه می شود.

نام عنصر شیمیایی کریپتون از کلمه یونانی kryptos به معنای پنهان گرفته شده است. این عنصر در سال 1898 توسط Ramsay و Travers در بقایای باقی مانده در هوای مایع نزدیک به دمای جوش، کشف شد. در سال 1960، به صورت بین المللی پذیرفته شد که برای واحدهای اصلی متر که برای اندازه گیری طول به کار میرود، با عنوان طیف نارنجی – قرمز در خط 86Kr به کار رود. این عنوان جانشین استاندارد متر پاریس شد که یک میله آلیاژی پلاتینیم – ایریدیم بود. در اکتبر 1983، متر، که به عنوان یک ده میلیونیم ربع محیط قطبهای زمین میباشد، تصحیح شد. این تصحیح توسط اندازه گیری و وزن بارو بین المللی صورت گرفت. بر اساس این تصحیح طول مسیری که توسط نور در خلا در فاصله زمانی 299/1، 792، 458 در ثانیه طی میشود به عنوان واحد متر در نظر گرفته شد.
حداکثر مقدار موجود کریپتون در هوا برابر 1 ppm میباشد. اتمسفر مریخ دارای 0.3 ppm کریپتون است. کریپتون جامد ماده بلوری سفید رنگی است که ساختار مکعبی مرکز وجوه پر دارد و همین مسئله باعث میشود که کریپتون به عنوان گاز نایاب شناخته شود.
خصوصیات کریپتون جز گازهای نجیب است. کریپتون با رنگ سبز درخشان و خطوط طیفی نارنجی رنگ قابل تشخیص است.
به طور طبیعی کریپتون دارای شش ایزوتوپ است. علاوه بر این، هفده ایزوتوپ ناپایدار دیگر نیز شناخته شده است. خطوط طیفی کریپتون به آسانی تولید میشوند و برخی از آنها بسیار تیز هستند. اگر چه چنین تصور میشود که کریپتون جز گازهای نایاب است و به طور طبیعی با سایر عناصر ترکیب نمیشود، اما به تازگی دانشمندان متوجه شدند که برخی از ترکیبات کریپتون در طبیعت وجود دارد. دی فلوئورید کریپتون با استفاده از روشهای متعددی به اندازه چند گرم تهیه شده است. مقدار بیشتری از فلوئورید کریپتون و نمک آن یعنی اکسید کریپتون گزارش شده است. یونهای مولکولی ArKr+ و KrH+ نیز شناخته شده اند و شواهدی از آرایشهای KrXe یا KrXe+ نیز وجود دارد.
ترکیبات قفسی کریپتون هیدروکینون و فنول هستند. 85Kr برای آنالیزهای شیمیایی به کار برده میشود. زمانیکه 85Kr با ایزوتوپهای مختلف جامد احاطه میشود، برای آنالیزهای شیمیایی مورد استفاده قرار میگیرد. طی این فرآیند، کریپتونات تشکیل میشود. فعالیت کریپتونات نسبت به واکنشهای شیمیایی که در سطح محلولها اتفاق می افتد حساس میباشد. کریپتون در لامپهای عکاسی که برای عکاسی های با سرعت بالا مورد استفاده قرار میگیرند، به کار میرود. کریپتون از کاربرد کمتری در مقایسه با سایر عناصر شیمیایی برخوردار است، زیرا کریپتون قیمت زیادی دارد. در حال حاضر گاز کریپتون 1/30 دلار است.

*** متن کامل را می توانید بعد از پرداخت آنلاین ، آنی دانلود نمائید، چون فقط تکه هایی از متن به صورت نمونه در این صفحه درج شده است ***

دانلود مقاله کامل درباره بررسی های اپیدمیولژی

اختصاصی از فی ژوو دانلود مقاله کامل درباره بررسی های اپیدمیولژی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل: Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه :60

بخشی از متن مقاله

بررسی های اپیدمیولژی

اپیدمیولژی  مطالعه عوامل موثر در توزیع و فراوانی فرایند یک بیماری در جمعیتی معین می باشد. در اصطلاح  آلودگی هوا، این مطالعه اثرات تماس با هوای آزاد را در گروهی از جمعیت که واقعاً در آن جامعه زندگی می کنند تجزیه و تحلیل می نماید. به هر حال اشکالات متعددی در این مطالعه وجود دارند که شناسائی آنها مهم است.

• در مطالعه جمعیت بزرگ متغیرهای زیادی وجود دارند، برای مثال اعتیاد به سیگار، سطح اجتماعی اقتصادی، تراکم جمعیت، آب و هوای محلی و سوابق قومی (بعضی گروه ها به بعضی از بیماریها حساسترند) دارای اهمیت می باشند. قبل از آنکه بتوان آلودگی هوا را مسبب اثرات نامطلوب بر سلامتی ذکر کرد باید سایر متغیرها مورد بررسی قرار گیرند.
• آلودگیهای مختلف ممکن است اثرات مشابهی داشته باشند، مشکل است که بتوان جمعیت بزرگی را که فقط در معرض یک آلوده کننده واحد باشد یافت و مطالعه نمود. اثرات تشدید کننده و خنثی کنندة آلودگیها نیز ممکن است، مهم باشد. بعلاوه، غلظتهای آلوده کننده های مختلف در طی روز، ماه و سال الزاماً به طور یکنواخت تابع زمان نیستند.

نکته این نیست که مطالعه اپیدمولژی مهم نباشد بلکه در حقیقت برای تماسهای مزمن و دراز مدت بهترین منبع اطلاعاتی ما هستند.

حال نظری به بعضی مطالعات بخصوص بیاندازیم. وینکلشتین و همکاران (1967 ، 1968 ، 1969) اثرات آلودگی هوا را در شهرهای بافالوواریریه در ایالت نیویورک تجزیه و تحلیل نمودند. آنها ذرات معلق، ذرات نزولی و اکسیدهای گوگرد را اندازه گیری کردند و چهار سطح آلودگی از نظر غلظت ذرات معلق برقرار کردند : سطح 1، کمتر از 80 میکروگرم در متر مکعب (متوسط دو ساله)، سطح 2 ، بین 80 تا 100 میکروگرم در متر مکعب مهمتر اینکه هریک از این مناطق آلودگی از نظر درآمد به پنج کلاس اقتصادی متفاوت تقسیم شدند. میزان مرگ میر به سبب تمام علل کشنده، بیماریهای تنفسی و سرطان معده، با افزایش غلظت ذرات افزایش یافته است.

از این مطالعات چنین نتیجه گیری شد که شدت و تعداد عفونتهای مجاری فوقانی تنفسی با آلودگی هوا رابطه ای ندارند ولی عفونتهای دستگاه تنفسی تحتانی تا اندازه ای رابطه دارد.

لان و همکاران مطالعه مشابهی را در انگلستان در مدت کوتاهترین انجام دادند. آنها نشان دادند که عفونتهای قسمت تحتانی و فوقانی دستگاه تنفس هر دو با آلودگی هوا رابطه دارند. غلظت انیدرید سولفوروئی که برای بروز اثر لازم بود تقریباً همان است که در گزارش دوگلاس و والر آمده است در حالی که غلظت دود 100 میکروگرم در متر مکعب بود.

شای و همکاران اثرات تماس جامعه را با 2NO در چهار منطقه از شهر چاتانوگا که در آن یک کارخانه بزرگ تی ان تی که منبع بزرگ تولید اکسیدهای ازت می باشد، مورد مطالعه قرار دادند. غلظتهای ذرات و دی اکسید ازت را اندازه گیری نمود (میزان انیدرید سولفورو کمتر از 015/0 پی پی ام بود) و مناطق مختلف را بشرح زیر نام گذاری کردند : 2NO  ( دی اکسید ازت) زیاد و ذرات زیاد و 2NO کم و دو منطقه شاهد.

لذا ما به این نتیجه می رسیم که تماس طولانی با ذرات معلق، انیدرید سولفورو و دی اکسید ازت به غلظتهائی که در حال حاضر در هوای آزاد وجود دارند، می تواند برای سلامت انسان اثرات نامطلوب داشته باشد. اطلاعات بدست آمده، نشان می دهد که این آلوده کننده ها می توانند مواد بروز بیماریهای ریوی را افزایش دهند ولی نمی توان نتیجه گیری کرد که خود این آلوده کننده ها باعث بیماری باشند. نتایج مطالعات وینکلشتاین و همکاران (1968) اثرات نامطلوب ذرات را بر سلامت انسان نشان داده ولی اثرات نامساعد سولفات ها را در حد اندازه گیری شده نشان نداده است.

سرطان ریه

سرطان ریه عبارت از رشد سریع و غیر عادی سلولهای جدید که از سلولهای مخاطی جدار ریه سرچشمه می گیرد و اغلب کشنده است.

علت ابتلاء به سرطان ریه مانند آمفیزم تنها یک عامل نیست بلکه مواد آلوده کنندة هوا بهمراه عوامل دیگر مخصوصاً سیگار کشیدن باعث بروز و گسترش این بیماری می شود.

عوامل و فاکتورهای ابتلاء به سرطان ریه در جانوران آزمایشگاهی شناخته شده اند، این عوامل و فاکتورها در هوای آلودة شهرها نیز وجود دارند یعنی اینکه هوای آلوده در شهرها دارای مواد سرطان زا  است، اغلب دانشمندان معتقدند که تمام موادی که به نوعی حرکت مژکها را در مجاری تنفسی مختل سازد ممکن است در پیشرفت سرطان ریه تأثیر داشته باشد حتی اگر این مواد سرطان زا نباشد. مختل شدن حرکت مژکها در مجاری تنفسی باعث انباشته شدن مواد سرطان زا در ریه شده و بعلت تماس طولانی که این مواد با سلولهای ریوی دارند منجر به سرطان ریه می شود.

آمار مرگ و میر، نتایج بررسی ها را تأیید می کند. میزان مرگ و میر ناشی از سرطان ریه مخصوصاً در بین مردان در سالهای اخیر افزایش ناگهانی نموده است. در نواحی مرکزی شهرهای آمریکا، میزان مرگ و میر دو برابر نواحی روستایی است. بطور مشخص، میزان این نوع مرگ و میر بستگی به تراکم جمعیت و میزان آلودگی هوا دارد. قبلاً گفته شده بود علت ابتلاء به سرطان ریه مصرف سیگار می باشد در صورتی که مصرف سیگار در نواحی شهرنشین کمتر از نواحی روستایی است.

مطالعات اپیدمیولوژی چندی در رابطه با تأیید نظرات تئوریکی انجام گرفته که در زیر بطور خلاصه آورده می شود:

شواهد قطعی در مورد اثرات «شهر» بر سرطان ریه وجود دارد. جدول که از لاو وسسکین (1970) اقتباس شده است نتایج مطالعات بوئل ودان (1967) را بیان می کند. به طوری که مشاهده می شود مرگ و میر سرطان ریه در بین سیگاریهای مناطق شهری بین 26 تا 123 درصد بیش از سیگاریهای مناطق روستائی است. این اختلاف برای غیر سیگاریها عریضتر است و اثر شهرنشینی هم برای این دسته به نظر می رسد بزرگتر باشد. سؤال بدیهی این است : آیا این افزایش موارد سرطان ریه در شهر را آلودگی هوا  باعث شده است و آیا اصولاً به آلودگی هوا ربطی دارد؟ جواب بستگی به آن دارد که با چه کسی مشورت شود گلداسمیت (استرن 1968) جواب منفی می دهد. در بین دلایل او (الف) عامل شهری در بین ممالک بسیار آلوده بزرگترین عامل نیست، (ب) میزان بروز باید در بین کسانی که تمام عمر در شهر ساکن بوده اند بیشتر باشد در حالی که در بین مهاجرین به شهرها بیشتر است، (ج) اگر عامل شهر به علت آلودگی هوا باشد زنها نیز باید به همان نسبت مردان صدمه ببینند، در حالی که اینطور نیست.

از طرف دیگر استوکینگر و کافین در همان جلد از کتاب استرن ولی در فصل ماقبل اشاره می کنند که : «مشمول کردن آلودگی هوا به عنوان عامل سرطان ریه بر اساس این مقدمه است که تمام یا قسمتی از آنچه که به عنوان عامل شهری گفته میشود، نتیجه ای از عوامل سرطان زا در آلودگیهای هوا است. در حالی که در زمان حاضر این قضیه قابل اثبات نیست، شواهد موجود زیادی شدیداً از آن پشتیبانی می کنند.» یک مقاله نقد انگلیسی (1970) اشاره می کند که شواهد ارائه شده ای که آلودگی هوا را مسبب بیماری سرطان قلمداد کرده اند غیر قطعی هستند. لاوو  سسکین (1970) چنین بحث می کنند که هیچ انسان منطقی نمی تواند منکر رابطه کمی محکم بین آلودگی هوا و چندین بیماری بشود، تنها سرطان ریه نیست که چنین رابطه ای دارد. آنها همچنین تأکید می کنند که اثرات احتمالی اعتیاد بیشتر به سیگار، تماسهای شغلی با آلودگیها، حرکات فیزیکی کمتر و فشارهای روحی زیادتر، نمی تواند توضیحی برای ساکنین شهرها باشد.

برونشیت

در این مورد که آلودگی هوا به شکل ذرات معلق و انیدرید گوگرد سبب پیدایش و تشدید برونشیت است، همه توافق دارند. بررسی مقالات در این زمینه در گلداسمیت (1968) لاووسسکین (1970) و مطالعات پزشکان کالج سلطنتی انگلیس (1970) آمده است. اعتیاد به سیگار و تراکم جمعیت در مطالعات اپیدمولژی از عوامل مهم شناخته شده اند (جمعیت زیاد مصرف سوخت بیشتر می شود و غلظت آلودگی هوا تابع مصرف سوخت می باشد).

(نای، نایژه ها ، برونشیول ها) ریه. برونشیت حاد عبارت است از التهاب راههای هوایی کوتاهی باقی می ماند. این در حالی است که برونشین مزمن شروعی ناگهانی دارد و برای مدت سالها می ماند و طی سال ها عود آن ادامه دارد.

شایع علایم :

اما بعد از آن خلط دار می شوند سرفه ای که در ابتدا بدون خلط یا همراه با خلط ناچیز است، (معمولاً کمتر از 3/38 درجه سانتیگراد تب خفیف، احساس سوزش در قفسه سینه یا احساس فشار پشت جناغ،  گاهی خس خس سینه یا مشکل و ناراحتی در تنفس)

علل :

به دنبال حضور ویروس عفونت توسط یکی از ویروس های تنفسی، اغلب موارد برونشیت حاد هوایی رخ می دهد. بروز یک عفونت سرماخوردگی در بینی و گلو و گسترش بیماری به مجاری باکتریایی ثانویه در زمینه عفونت ویروسی امری شایع است ، مثلاً دودها یا بخارات التهاب ریه ناشی از استنشاق هوایی که حاوی مواد اسیدی، گرد و غبار، یا دود سیگار شیمیایی (آمونیاک) دودها یا بخارات تحریک کننده است.

پیشگیری

از تماس نزدیک با افرادی که برونشیت دارند خودداری کنید سیگار نکشید اگر با مواد شیمیایی، گرد و غبار، یا سایر مواد تحریک کننده سرو کار دارید از ماسک مناسب استفاده کنید.

انتظار عواقب مورد

معمولاً در عرض دو هفته با دارو با درمان معمولاً در عرض یک هفته خوب می شود موارد عارضه دار خوب می شوند.

احتمالی عوارض

(انواع ذات الریه عفونت باکتریایی ریه) ناشی از تکرار برونشیت حاد برونشیت مزمن امکان دارد سرفه تا چندین هفته پس از بهبود التهاب پرده جنب (پرده پوشاننده ریه) (به جمع شدن مایع در فضای جنب (فضای دو ریه) (ناشی از ندرت)

برونشیت مزمن

نام برونشیت مزمن گرچه ممکن است بگوش آشنا باشد ولی اغلب اشخاص تعریف نادرستی از آن می نمایند. در این بخش ضمن شناساندن برونشیت مزمن، رابطة آن با آلودگی هوا نیز گفته خواهد شد اغلب پزشکان برونشیت مزمن را موقعی تشخیص می دهند که در مجاری تنفسی چند لایه مخاطی اضافی ایجاد شده منجر به سرفه دایمی و غیر معمول شود.

سرفه ناشی از برونشیت اکثراً با سرفه ناشی از بیماریهای دیگر نظیر عفونت ریه، تومورها، و بیماریهای قلبی اشتباه می شو.د. (متخصصین می گویند که هر کس سه ماه از سال بطور متوالی سرفه نموده و این عارضه دو سال تکرار شود مبتلا به برونشیت است). پزشکان انگلیسی ضوابط متفاوتی برای تشخیص برونشیت قائل هستند. این اختلاف ضوابط شاید بعلت وجود تعداد بیشماری بیماران مبتلا به آسم در این کشور باشد. شایع بودن بیماری آسم در این کشور باعث گردیده که مطالعات بیشتری روی این بیماری انجام شود. دو علت عمده باعث شیوع بیماری آسم در انگلستان است. اول آلودگی هوا، دوم مصرف سیگار.

مطالعه روی آمار مرگ و میر ناشی از برونشیت مزمن و مطالعات کلینیکی در انگلستان، رابطة این بیماری با آلودگی هوا را ثابت می کند. در یک بررسی، اشخاصی که مبتلا به برونشیت مزمن بودند، تحت معاینات روزانه قرار گرفته و مشاهده شد در روزهایی که آلودگی هوا بالا می رود حال این بیماران نیز بدتر می شود. موارد و شواهدی که در این رابطه در انگلستان دیده شده فهرست وار آورده می شود:

• مطالعات سه ساله روی مردان بالای 45 سال در ایالت ویلز انگلستان نشان داد که رابطه مستقیمی بین مرگ و میر ناشی از برونشیت مزمن و انیدرید سولفورو وجود دارد.
• مطالعات 6 ساله روی مأموران پست در انگلیس نشان داد تعداد مأمورانی که در مناطق آلوده کار می کنند سه برابر بیشتر از مأمورانی که در هوای کمتر آلوده کار می کنند مبتلا به برونشیت مزمن می شوند.
• تحقیقات 5 ساله روی 53 استان و شهرستان انگلیس، اسکاتلند و ویلز نشان داد که رابطة بسیار محکمی بین انواع برونشیت و مقدار اسید موجود در باران و برف وجود دارد (ترکیب گاز انیدرید سولفورو در هوا با قطرات آب ایجاد اسید سولفوریک نموده و بصورت باران اسیدی در می آید).

آمار نشان می دهد که در انگلستان میزان ابتلاء به برونشیت مزمن رو به تزاید بوده است. از سال 1960 تا 1970 مرگ و میر ناشی از برونشیت مزمن 50 درصد افزایش یافته است. فقط در سال 1970 تعداد 5460 نفر در اثر ابتلاء به برونشیت مزمن در گذشته اند.

خوشبختانه مطالعات علمی در سالهای اخیر نشان می دهد که میزان مرگ و میر ناشی از برونشیت مزمن و آمفیزم بطور چشمگیری کاهش یافته و این امراض از لیست امراض همه گیرخارج شده است.

در یک بررسی دیگر ثابت شد که 21 درصد از مردان 40 تا 59 ساله که مبتلاء به سرفه مزمن همراه با خلط هستند اگر سرفة آنها بمدت دو سال مداوم ادامه پیدا نماید یقیناً مبتلا به برونشیت مزمن می باشند ناراحتیهای مجاری تنفسی نظیر عفونت ریوی، سوزش مجاری تنفسی ناشی از برونشیت مزمن را چندین برابر شدید می کند.

آزمایشهای مختلف روی موشها نشان داده که مجاری تنفسی در برابر عفونتها به دو روش مقاومت می کنند. یکی بوسیلة حرکتهای مخاطی و دیگری دفاع سلولهای مخاطی در برابر میکروبها. و همانطوریکه در قسمتهای قبلی نیز گفته شد، آلودگی هوا قدرت دفاعی سلولهای مخاطی مجاری تنفسی را در برابر میکروبها بشدت کاهش می دهد در نتیجه باکتریها آزادانه در مجاری تنفسی به رشد و نمو پرداخته باعث عفونت این مجاری می گردند.

*** متن کامل را می توانید بعد از پرداخت آنلاین ، آنی دانلود نمائید، چون فقط تکه هایی از متن به صورت نمونه در این صفحه درج شده است ***

دانلود مقاله کامل درباره انرژی پتانسیل

اختصاصی از فی ژوو دانلود مقاله کامل درباره انرژی پتانسیل دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل: Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه :14

بخشی از متن مقاله

انرژی پتانسیل

نگاه اجمالی

انرژی به شکلهای مختلف پدیدار می‌شود. یکی از آنها انرژی پتانسیل یا انرژی ذخیره‌ای است. این شکل انرژی چه شباهتها یا چه تفاوتهایی با صورتهای دیگر انرژی دارد؟ چگونه می‌توانیم از آن بهره گیری کنیم؟ انرژی شیمیایی به انرژی هسته‌ای ، انرژیِ گرانشی ، انرژیِ الکتریسته ساکن و انرژی مغناطیسی ، نمونه‌هایی از انرژی پتانسیل هستند. انرژی پتانسیل می‌تواند برای ما اهمیت زیادی داشته باشد.

برای مثال ، هنگامی که تلویزیون روشن می‌کنیم و مأموریت رفت و برگشت سفینه‌ای فضایی را به تماشا می‌نشینیم، در واقع از انرژی الکتریکی استفاده می‌کنیم که از انرژی پتانسیل (مثلا انرژی پتانسیل گرانشی آب ذخیره شده در پشت سد) حاصل می‌شود. یا تبدیل انرژی پتانسیل شیمیایی موجود در سوخت موشکها به انرژی جنبشی است، که سفینه از سکوی پرتاب به فضا پرتاب می‌شود. باتریهای مورد استفاده از فلاش دوربینها یا در رادیوهای کوچک ، بنزین مصرفی برای راندن اتومبیلی و بالاخره ، غذایی که می‌خوریم همه و همه محتوی انرژی پتانسیل هستند.

سیر تحولی و رشد

با توجه به نقش مهم انرژی پتانسیل در عرصه‌های دانش به فناوری زندگی روزانه ، ممکن است چنین تصور شود که از زمان تشخیص شناسایی این انرژیِِ مدتی طولانی گذشته است، اما اینطور نیست. مفهوم نیرو را که بستگی نزدیکی با انرژی پتانسیل دارد. اولین بار آیزااک نیوتن در قرن هفدهم مطرح کرد. ولی مفهوم انرژی یا پایستگی انرژی تا قرن نوزدهم مطرح نشد. مدتها قبل از آن ، در اواخر قرن هفدهم ، هویگنس در بحث حرکت ، به انرژی پتانسیل اشاره کرده بود؟ اما اصطلاح انرژی پتانسیل را بکار نبرده بود و اهمیت آن را نیز در نیافته بود. در اوایل قرن هیجدهم ژاک برنولی کار مجازی را که مشابه انرژی پتانسیل است توصیف کرده ، ولی به اهمیت آن پی نبرد.

در اواخر قرن هیجدهم و اوایل قرن نوزدهم ، ژوزف لاگرانژ ، لاپلاس ، پواسون و جورج گرین مفهوم پتانسیل الکتریکی را (که به انرژی پتانسیل الکتریکی بسیار نزدیک است). در فرمول بندی ریاضی اثرات الکتریکی بکار بردند، اما آن هم به اهمیت انرژیِ پتانسیل پی نبرد. تمرکز این دانشمندان روی مباحث مکانیک و گرما بود. بحثهای بعدی تمام حوزه‌های علوم فیزیکی را در برگرفت. پس از این کارها بود که با تلاش بسیاری از مهندسان و دانشمندان توجه به اهمیت انرژی پتانسیل بیشتر و بیشتر شد.

انرژی پتانسیل در کجا و چگونه ذخیره می‌شود؟

انرژی پتانسیل ، نوعی انرژی ذخیره شده است. انرژی پتانسیل ، اثری سیستمی است و برای جسمی کاملا منزوی وجود ندارد. جسم به اعتبار خود کمیت مکانی‌اش نسبت به سایر اجسامی که بر آن نیرو وارد می‌کنند و یا به دلیل موقعیت مکانی‌اش در میدانی که بر آن نیرو وارد می‌کنند، دارای انرژی پتانسیل است. هیچ جسم منفردی انرژی پتانسیل ندارد. همه اجسامی که برهمکنش متقابل دارند، بطور جمعی انرژی ذخیره می‌کنند.

توپی که روی میز است انرژی پتانسیل گرانشی دارد و این به گونه‌ای است توپ و زمین هر دو در ذخیره سازی این انرژی سهیم‌اند. این انرژی از آنجا ناشی می‌شود که زمین و توپ بر یکدیگر نیرو وارد می‌کنند. اگر توپ با زمین در مکان خود نبودند انرژی پتانسیل گرانشی نمی‌توانست وجود داشته باشد. در دور و میدان نیز انرژی پتانسیل از فضایی که میدان وجود دارد ذخیره می‌شود.

ویژگیهای انرژی پتانسیل

• در واقع ، این تغییرات انرژی پتانسیل است که در خور اهمیت است نه مقدار آن قبل یا بعد تغییر. اگر چه مکانی که در آن انرژی پتانسیل صفر می‌تواند انتخاب مفیدی باشد به مانند سطح دریا به عنوان مبنای صفر انرژی پتانسیل گرانشی زمین و یا سطح داخلی خازن استوانه‌ای به عنوان مبنای صفر انرژی الکتریکی ذخیره شده در آن ، اما این انتخابها هیچ یک الزامی نیست. زیرا آنها اختلاف انرژی پتانسیل بین مکانهای مختلف است که اهمیت دارد. اندازه اختلاف پتانسیل هرگز هیچ ربطی به چگونگی پیدا شدن آن ندارد. یعنی این تغییر مستقل از مسیر است. این یکی از ویژگیهای اساسی انرژی پتانسیل است.
• تغییرات انرژی پتانسیل ممکن است به پیدایش انرژی جنبشی ، انرژی الکتریکی ، یا انرژی گرمایی منجر شود. فناوری نوین بر همین پایه استوار است، دستیابی به چنین تغییری به پایداری انرژی ذخیره شده بستگی دارد. برای انرژی پتانسیل سه نوع منحنی می‌توان در نظر گرفت: اگر چه این سخنها معرف همه حالتها نیستند، اما نشان می‌دهند که چگونه انرژی پتانسیل ممکن است با مکان تغییر کند.
• می‌توان جسم کوچکی مثل گلوله‌ای مرمرین را روی یک کاسه وارونه (در حالت ناپایدار) ، درون کاسه (در حالت پایدار) یا در فرورفتگی کاسه وارونه‌ای که لبه دارد (در حالت شبه پایدار) در نظر گرفت. آنگاه کاسه نقش منحنی انرژی پتانسیل هسته‌ای را خواهد دانست.
• در حالت پایدار تغییر نامحتمل است.
• در حالت شبه پایدار غلبه بر سد پتانسیل (یعنی بالا رفتن از لبه) مستلزم انرژی اضافی است، مثلا این انرژی اضافی می‌تواند از جرقه‌ای که بخار بنزین را در سیلندرهای موتور خودرو مشتعل می‌کند ناشی می‌شود. در برخی موارد نادر هیچ انرژی اضافی لازم نیست. مثل وقتی که ذره‌ای در هسته اتم سد پتانسیل را طی فرآیندی به نام تونل زنی سوراخ می‌کند.

کاربرد حالتهای انرژی پتانسیل در صنعت

در فناوری نوین تعادل شبه پایدار ترجیح داده می‌شود. زیرا انرژی پتانسیل می‌تواند تا زمانی که ما بخواهیم در حالت تعلیق باقی بماند. که نمونه آن در روشن کردن رادیوی ترانزیستوری و تبدیل انرژی شیمیایی باتری به انرژی الکتریکی می‌توان نشان داد.

تغییر انرژی پتانسیل

هر تغییر انرژی پتانسیلی به پیدایش نیرویی می‌انجامد. نیروی گرانشی ای که در حالت تعادل ناپایدار موجب می شود که گلوله روی سطح خارجی کاسه به پایین بلغزد. اندازه ی نیرو را از شیب سختی می‌سنجیم. هر چه این شیب تندتر باشد قویتر است. البته همه نیرو ، از تغییر انرژی پتانسیل ناشی نمی‌شوند. نیروهایی که این گونه‌اند. نظیر نیروی گرانشی و نیروی کولنی نیروی تابعی پایستاری ، داریم:

F = - du/dx و u = -∫F dx

که در آن F نیرو ، u انرژی پتانسیل و x مکان است.

• نیروهایی که از تغییر انرژی پتانسیل ناشی نمی‌شوند، نظیر نیروی اصطکاک ، نیروهای ناپایستارند. برای چنین نیروهایی ، انرژی پتانسیل قابل تبیین نیست.

تجربه ژول

در اکثر مشاهدات روزمره، می بینید که انرژی مکانیکی یک جسم از انرژی پتانسیل به جنبشی و یا بالعکس تبدیل می شود. اما اگر با دقت سیستم‏های مکانیکی را مطالعه کنیم یا برای مدت طولانی حرکت آنها را بررسی کنیم، مشاهده می‏ کنیم که قانون بقای انرژی مکانیکی نقض می‏ شود.

به عنوان مثال یک نوسان کننده بعد از مدتی می ‏ایستد و انرژی اولیه آن ناپدید می‏ شود. یا اگر دستهای خود را بهم مالش داده یا دست بزنید، کار انجام می شود اما انرژی جنبشی یا پتانسیل مشهودی ظاهر نمی گردد. وقتی چکش باشدت به فلزی زده می شود ، انرژی جنبشی چکش باعث گرم شدن آن می‏ شود . وقتی آونگ نوسان می کند ، انرژی جنبشی آونگ ، باعث گرم شدن هوا و محورهای حرکتی آن می شود.

به نظر می ‏آید انرژی به شکل دیگری درآمده است. در تمامی این موارد ، ما مشاهده می‏ کنیم که چیزی گرم می شود.

*** متن کامل را می توانید بعد از پرداخت آنلاین ، آنی دانلود نمائید، چون فقط تکه هایی از متن به صورت نمونه در این صفحه درج شده است ***