شیمی فیزیک و کوانتوم رشته نانو شیمی

شیمی فیزیک و کوانتوم رشته نانو شیمی

 شیمی فیزیک و کوانتوم رشته نانو شیمی جزوات آمادگی آزمون دکتری
سراسری رشته نانو شیمی – مطالبق با آخرین تغییرات آزمون دکتری 95 به همراه تست ها
و پاسخ تشریحیفصل اول: تعادل ماده مدل سنتیکی گازها، این است
که گاز به صورت حرکات تصادفی دائمی مجموعهاي از ذرات در نظر گرفته میشود. و گـازکامل، مدل ایدهآلی از حالت
گازي ماده است. یک جسم به شکل ذاتی و خالص یک ماده است و مقدار آن برحسب مول،گزارش میشود. یک مول برابر
با تعـداد اتـمهـاي موجـود در 12 گـرم کـربن 12 مـیباشـد. و از نظـر تجربـی،
برابـر بـا/ ´23 .است
6 02 10N اگر
نمونهاي داراي N ذره باشد، مقدار جسم آن شاملnNA= میباشد
که NA ثابت آواگادور است. خاصیت مقـداري،خاصیتی است که به مقدار جسم
موجود در نمونه بستگی دارد. خاصیت شدتی، مستقل از مقدار
جسم موجود در نمونه است. دو مثال از خواص مقداري، جرم و حجم است. و از خـواصشدتی، دما، دانستیه جرمی و
فشار را میتوان نام برد. Xm ،
مقدار خاصیت مقداري نمونه x، تقسیم بر مقدار جسم
موجود در نمونه میباشد. خاصیت مولی، یکخاصیت مولی،خاصیت شدتی است زیرا مستقل
از مقدار جسم موجود در نمونه میباشد. حجم مولی (
Vm)، یعنی حجم نمونه، تقسیم بر مقدار جسم موجود
در نمونه است. غلظت مولی(مولاریته) برابر
با مقدار جسم حل شده تقسیم بر حجم محلول است. غلظت مولی معمولاً برحسب
مول بر لیتر بیان میشود. مولاریته برابر با مقدار جسم حل شـونده تقسـیم بـر جـرم
حـلالمیباشد. و واحد آن برحسب
تعداد مولهاي حل شونده در هر کیلوگرم حلال میباشد. محلول رقیق، محلولی است که
غلظت مولی آن بزرگتر از molL /-1 .نباشد0
01انرژي توان انجام کار را انرژي
میگویند. انرژي را نمیتوان بوجود آورد و نمیتوان از بین برد (قانون بقاي انرژي)
انرژي سنتیک،، یک جسم، انرژي مربوط به
حرکات آن است. براي جسمی به جرم m کـه بـا سـرعت
V حرکـت مـیکنـد، انـرژي Ekاست. انرژي سنتیک یک جسم
ساکن، صفر باشد. انرژي پتانسیل V یک جسم، انرژي
مربـوط 2 می 1 2 سنتیک برابر با mVبه موقعیت آن است. براي
مثال، انرژي پتانسیل یک جسم در سطح زمین، صفر است و انرژي پتانسیل الکتریکـی دو
ذرهي باردار در فاصله بینهایت
از یکدیگر، صفر است. هرگاه جسمی به جرم m، در ارتفـاع
h از سـطح زمـین باشـد، انـرژيپتانسیل آن برابر با
(mgh) خواهدبود. که g شتاب سقوط آزاد نامیده میشود. شیمی فیزیک 9 ، در فاصله r
در خلاء از ذره دیگري با بار 1 q اگر ذرهاي با بار q2قرار داشتهباشد، در ایـن
صـورت، انـرژي پتانسـیل آنهـابوسیله ي رابطهي زیر داده
میشود: گرماي انتقالی dU = dq + + dw dwe که dwe کار مازاد بر کار
انبسـاطی exP به طور کلی، تغییر انرژي داخلی یک
سیستم برابر است با: dw ،
است. به طور کلی در حجم ثابت و بدون کار اضافی، dw =0 و dU=dq است. طبق مطالب فوق، نتیجه میشود
exPکه هرگاه سیستمی دستخوش یک
تغییر حالت شود با اندازهگیري مقدار انرژي که به صورت گرما به یک سیستم با حجمثابت داده میشود
(qñ0)یا به صورت گرما از آن سیستم گرفته میشود
(qá0)، در حقیقـت، تغییـر انـرژي داخلـی آن راV اندازهگیري
میکنیم. q D = U qV یعنی گرما در حجم ثابت.   شیمی
فیزیک 25 معمولترین شیوه، براي
اندازهگیري DU ، بمب گرماسنج
آدیاباتیـک اسـت کـه در آن حجـم ثابـت اسـت. تغییـر دمـايگرماسنج
DT ، متناسب با گرمایی است که واکنش آزاد و یا
جذب میکند: طبق رابطه روبرو، مقدار گرما بدست میآیـد.  q = DC TC ثابت
گرماسنج است. که به روش الکتریکی بدست میآید. همچنین گرما طبق رابطه ي
q=I.V.t بدست میآید که Iجریان برحسب آمپر، V پتانسیل برحسب ولت و t زمان برحسب ثانیه
است و گرما برحسب ژول محاسبه میشود. هرگاه دماي یک ماده افزایش
یابد، انرژي داخلی آن زیاد میشود. اگر انرژي داخلـی برحسـب دمـا، رسـم شـود،
منحنـیبدست میآید که شیب منحنی در
هر دما، ظرفیت گرماي سیستم نام دارد. ظرفیت گرمایی در حجم ثابت
با CV نشان داده میشود و به طور قراردادي به صورت
زیر تعریف میشود: سؤالات مربوط به فصل دوم: قانون اول مفاهیم 1 Qp. اگر
براي یک واکنش شیمیایی،گرماي واکنش در دما و فشار
ثابت و DHتغییر آنتالپی واکنش باشد، درD = H qP تحت
کدام یک از شرایط زیراست؟ 1) اجزاء
واکنش گاز ایدهآل باشند. 2) کار
انبساطی یا مکانیکی، تنها نوع کار باشد. 3) واکنش
تعادلی باشد. 4) واکنش
در ظرف در بسته انجام شود. 2. گرماي
حاصل از یک واکنش شیمیایی در دما و حجم ثابت به شرط آنکه هـیچ گونـه کـاري بـه جـز
کـارانبساطی نداشته باشد برابر
است با: 1) تغییرات
آنتالپی 2) حاصلضرب تغییرات آنتروپی در دما 3) تغییرات
انرژي داخلی 4) هیچکدام از جوابهاي فوق  شیمی
فیزیک 29 جواب سوالات فصل دوم  1. گزینه 2
درست است. DHT کمیتهايHT وD متناظر
با اختلاف آنتالپی بین فرآوردهها و واکنشها در همان دمـاي T هسـتند و DH بـراي °واکنشی در فشار ثابت در
سیستمی که فقط کار انجام میدهد، DH برابر با
qp یعنی گرمایی است که وارد سیستم و یـااز آن خارج میشود. 2. جواب
گزینه 3 است.  DU = -pdV + qD = U q.سؤالات مربوط به فصل سوم: قانون اول ماشینی  1. براي
این که گازي ضمن انبساط ژول تامسون در گسترهي T و P سرد شود میبایست ضریب ژول تامسـوندر گسترهي Tو P موردنظر ……….
باشد. 1) صفر 2)
منفی 3) مثبت 4)
کوچکتر و مساوي صفر  جواب: گزینه 3 درست است. براي تغییرات دما با فشار
در آنتالپی ثابت، ضریب ژول تامسـون را بـه دسـت مـیآورد. در گازهـاي ایـدهآل ضـریب
ژولتامسون و ضریب ژول تامسون
هم دما برابر با صفر است. ولی در گازهاي حقیقی، اگر در گسترهاي از دما و فشار m
ñ jT 0باتراکم گاز، دما پایین خواهد
آمد. دمایی که در آن ضریب ژول تامسون تغییر علامت میدهد، دماي وارونگی نام دارد.