تیتانیم

ا

تنگستن ( نام سابق آن wolfram ) ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان W و عدد اتمی 74 می‌باشد. تنگستن که عنصری است بسیار سخت و سنگین ، جزو فلزات انتقالی و به رنگ خاکستری مایل به آبی تا سفید در سنگهای معدنی بسیاری از جمله ولف رامیت و شیلیت یافت شده و از نظر خصوصیات فیزیکی نیرومند خود قابل توجه است. از نوع خالص آن بیشتر در مصارف الکتریکی استفاده می‌شود، اما ترکیبات و آلیاژهای فراوان آن کاربردهای بسیار زیادی دارد؛ ( بارزترین آنها افروزه های لامپ و آلیاژهای دیرگداز عصر فضا است).

فرضیه وجود تنگستن ( واژه سوئدی tung sten به معنی سنگ سنگین ) برای اولین بار در سال 1779 توسط "Peter Woulfe" مطرح شد. او ولف رامیت را مورد بررسی قرار داد ( که بعدها نام آن از نام Woulfe گرفته شد ) و نتیجه گرفت که آن باید حاوی ماده جدیدی باشد. سال1781 "Carl Wilhelm Scheele" اثبات نمود که می‌توان از تنگستنیت یک اسید جدید را تولید کرد. Scheele و Berman پیشنهاد کردند که احتمال تهیه یک فلز جدید بوسیله کاهش اسید تنگستنی وجـــــــود دارد.

"Fausto Elhuyar" برادرش وجود اسیدی را در ولف رانیت کشف کردند که مشابه اسید تنگستنی بود. بعدها در همان سال این دو برادر از طریق کاهش این اسید با ذغال چوب موفق به جداسازی تنگستن شدند. آنها با کشف این عنصر مورد قدردانی قرار گرفتند. 
تنگستن در سنگ معدن ولف رامیت ( تنگستن آهن – منگنز FeWO₄/MnWO₄ ) شیلیت (کلسیم تنگستن CaWO₄) فربریت و huebnerite یافت می‌شود. ذخایر مهم این مواد در بولیوی ، کالیفرنیا ، چین ، کلرادو ، پرتقال ، روسیه و کره جنوبی واقع است ( تقریبا" 75% تنگستن مورد نیاز جهان را چین تولید می‌کند ). این فلز با روش کاهش اکسید تنگستن بوسیله هیدروژن یا کربن بصورت تجاری تولید می‌شود. 

خصوصیات

تنگستن خالص به رنگ خاکستری مایل به آبی تا فلز سخت سفید رنگ است. اگر خلوص آن زیاد باشد، می‌توان آنرا با اره آهن برید ( اگر ناخالص باشد، شکننده و کار با آن دشوار است ). در غیر این صورت باید با آختن ، ورزیدن یا روزن رانی با آن کار کرد. این فلز در دمای بالای 1650 درجه سانتی‌گراد بالاترین نقطه ذوب ( 3422 درجه سانتی‌گراد ) پایین‌ترین فشار بخار و بیشترین مقاوت کششی را در بین تمامی فلزات دارا می‌باشد. مقاومت آن در برابر فرسایش هم بسیار خوب است و فقط اسیدهای معدنی تاحدی آنرا تحت تاثیرقرار می‌دهند. فلز تنگستن اگر در معرض هوا قرار بگیرد، یک اکسید محافظی را تشکیل می‌دهد. اگر مقدار کمی از آن با فولاد آلیاز شود، استحکام آن را تا حد زیادی افزایش می‌دهد.

کاربرد

تنگستن ، فلزی است که دامنه کاربردهای آن بسیار وسیع است؛ عمده‌ترین آنها کاربید تنگستن ( W₂C , WC) در کاربیدهای سیمانی شده می‌باشد. کاربیدهای سیمانی شده ( نام دیگر آنها فلزات سخت است ) مواد پوششی مقاومی هستند که مورد استفاده صنایع فلزکاری ، استخراج معدن ، نفت و ساختمانی می‌باشند. چون تنگستن را می‌توان بصورت رشته سیمهای بسیار باریک با نقطه ذوب زیاد در آورد، در افروزه‌های موجود در لامپ ، لامپ خلاء و الکترودها کاربرد زیادی دارد. 

• نقطه ذوب زیاد تنگستن موجب شده در کاربردهای فضایی و مواردی مانند جوشکاری ، تفتیدن و کاربردهای الکتریکی که دما زیاد است، مورد استفاده قرار گیرد.
• استحکام و خصوصیات چگالی تنگستن آنرا برای ساخت آلیاژهای فلزسنگین که در تسلیحات ، گرماگیرها (heat sinks) و مصارف چگالی زیاد از قبیل وزنه و پارسنگها مناسب کرده است.
• فولاد بکار رفته در وسایل پر سرعت (Hastelloy , Stellite) اغلب با تنگستن آلیاژ شده‌اند که این نوع فولاد حاوی 18% تنگستن می‌باشند.
• آلیاژهای دیرگداز که دارای این فلز هستند، در پوشش و قسمتهای تیغه توربین ، ابزار فولادی و آلیاژ پوششی مقاوم بکار می‌روند.
• آلیاژها بعنوان جایگزین سرب در گلوله مورد استفاده قرار می‌گیرند.
• ترکیبات شیمیایی تنگستن در کاتالیزورها ، رنگدانه‌های غیرآلی و روان کننده‌های پر حرارت دی‌سولفید تنگستن که تا 500 درجه سانتی‌گراد مقاوم هستند، کاربرد دارند.
• چون انبساط حرارتی این عنصر شبیه شیشه بوروسیلیکات است، از آن در ساخت glass-to-metal seals بهره می‌برند.
• اکسیدهای آن درلعاب کاری سرامیک کاربرد دارد.
• اسید تنگستیت منیزیم / کلسیم در لامپهای فلورسنت کاربرد زیادی دارند.
• از این فلز همچنین در اهداف اشعه X ، عناصر گدازنده برای کوره های الکتریکی استفاده می‌شود.
• نمکهای حاوی تنگستن در صنایع شیمیایی و دباغی بکار می‌روند.
• برنزهای تنگستن ( علت نام آنها رنگ اکسید تنگستن می باشد ) به همراه ترکیبات دیگر در رنگها کاربرد دارند.

  نقش بیولوژیک
  آنزیمهایی که oxidoreductases نامیده می‌شوند، تنگستن را با همان روش بکارمی‌برند که مولیبدنم در یک ترکیب تنگستن – پترین آنرا بکار می‌برد.
  
  در 20 آگوست 2002 ، نمایندگان مراکز کنترل و جلوگیری از بیماریها وابسته به آمریکا اعلام کرد که آزمایشات ادرار روی خانواده های بیماران مبتلا به سرطان خون و خانواده‌های گروه کنترل در منطقه Fallon , Nevada ، افزایش میزان تنگستن در بدن هردو گروه را نشان داده است. در منطقه Fallon 16 مورد آخر سرطان که در بچه‌ها کشف شد، امروزه بعنوان زنجیره سرطان شناسایی شده است. "دکتر Carol H. Rubin" رئیس یکی از رشته‌های پزشکی در CDC معتقد است در حال حاضر اطلاعات موجود ، ارتباط بین تنگستن و سرطان خون را تایید نمی‌کند.

  
  ترکیبات

  رایج‌ترین حالت اکسیداسیون تنگستن 6+ است. سایر حالات اکسیداسیون این عنصر عبارتند از 5+ ، 4+ ، 3+ ، 2+. اما تنگستن کلیه حالات اکسیداسیون از 2- تا 6 را بروز می‌دهد. تنگستن معمولا" با اکسیژن ترکیب شده و اکسید تنگستن زرد رنگی را بوجود می‌آورد ( WO₃ ) که جهت تشکیل یونهای تنگستن در محلولهای قلیایی آبی حل می‌شود ( ^2-WO₄ ).
  
  محلولهای تنگستن دار آبی در شرایط خنثی و اسیدی ، برای تشکیل polyoxoanion مورد توجه هستند.

  تنگستن بطور طبیعی از 5 رادیوایزوتوپ ساخته شده است که دارای چنان نیم عمرهای طولانی هستند که برای بیشتر اهداف پایدار به حساب می‌آیند. 27 رادیوایزوتوپ دیگر هم برای آن شناسایی شده است که پایدارترین آنها تنگستن 181 با نیمه عمر 2/121 روز ، تنگستن 185 با نیمه عمر 1/75 روز ، تنگستن 188 با نیمه عمر 69,4 روز و تنگستن 178 با نیمه عمر 21,6 روز می‌باشند. مابقی ایزوتوپهای رادیواکتیو ، دارای نیمه عمرهایی کمتر از 24 ساعت هستند که اکثر آنها نیز نیمه عمری کمتر از 8 دقیقه دارند. بعلاوه این عنصر از 4 حالت متا برخوردار است.
  
  ایزوتوپهای تنگستن از نظر وزن اتمی بین amu 157,974 (تنگستن 158) و amu 963,189 (تنگستن 190) ردیف شده‌اند. حالت فروپاشی اولیه قبل از فراوانترین ایزوتوپ (تنگستن 184) جذب الکترون و حالت اولیه پس از آن فروپاشی بتا است. محصول فروپاشی اولیه قبل از تنگستن 184 ایزوتوپهای عنصر 73 ( تانتالم ) است و محصولات اولیه پس از آن ایزوتوپهای عنصر 75 ( رنیم ) می‌باشد. 

اورانیوم یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن U وعدد اتمِی آن 92 می باشد. اورانیوم که یک عنصر سنگین، سمی، فلزی، رادیواکتیو و براق به رنگ سفید مایل به نقره ای می باشد به گروه آستیندها تعلق داشته و ایزوتوپ 235 آن برای سوخت راکتورهای هسته ای وسلاحهای هسته ای استفاده می شود. معمولا اورانیوم در مقادیر بسیار ناچیز درصخره ها، خاک، آب، گیاهان و جانوران از جمله انسان یافت می شود.

خصوصیتهای قابل توجه اورانیوم هنگام عمل پالایش به رنگ سفید مایل به نقره ای فلزی با خاصیت رادیو اکتیوی ضعیف می باشد که کمی از فولاد نرم تر است. این فلز چکش خوار ، رسانای جریان الکتریسیته و کمی PARAMAGNETIC می باشد. چگالی اورانیوم 65% بیشتر از چگالی سرب میباشد. اگر اورانیوم به خوبی جدا شود به شدت از آب سرد متاثر شده و در برابر هوا اکسید می شود. اورانیوم استخراج شده از معادن می تواند به صورت شیمیایی به دی اکسید اورانیوم و دیگر گونه های قابل استفاده در صنعت تبدیل شود.

اورانیوم در صنعت سه گونه دارد:

• آلفا (ORTHOHOMBIC) که تا دمای 667.7 درجه پایدار است.

• بتا (TETRAGONAL) که از دمای 667.7 تا 774.8 درجه پایدار است.

• گاما (BODY-CENTERED CUBIC) که از دمای 774.8 درجه تا نقطه ذوب پایدار است. ( این رساناترین و چکش خوارترین گونه اورانیوم می باشد.)

دو ایزوتوپ مهم ان U235 و U238 می باشند که 235 Uمهمترین ایزوتوپ برای راکتورها و سلاحهای هسته ای است. چرا که این ایزوتوپ تنها ایزوتوپی است که در طبیعت وجود دارد و در هر مقدار ممکن توسط نوترونهای حرارتی شکافته می شود. ایزوتوپ U238 نیز از این جهت مهم است که نوترونها را برای تولید ایزوتوپ رادیو اکتیو جذب کرده و آن را به ایزوتوپ PU239 پلوتونیوم تجزیه می کند. ایزوتوپ مصنوعی U233 نیز شکافته شده و توسط بمباران نوترونی THORIUM232 بوجود می آید.اورانیوم اولین عنصر یافته شده بود که می توانست شکافته شود. برای نمونه با بمباران آرام نوترونی ایزوتوپ U235 آن به ایزوتوپ کوتاه عمر U236 تبدیل شده و بلا فاصله به دو هسته کوچکتر تقسیم می شود که این عمل انرژی آزاد کرده و نوترونهای بیشتری تولید می کند. اگر این نوترونها توسط هسته U235 دیگری جذب شوند عملکرد حلقه هسته ای دوباره اتفاق می افتد و اگر چیزی برای جذب نوترونها وجود نداشته باشد به حالت انفجاری در می آیند. اولین بمب اتمی با این اصل جواب داد «شکاف هسته ای » نام دقیقتر برای این بمبها و بمب های هیدروژنی« آمیزش هسته ای» سلاحهای هسته ای می باشد.

کاربردها:فلز اورانیوم بسیار سنگین و پرچگالی می باشد.اورانیوم خالی توسط بعضی از ارتشها برای ساخت محافظ برای تانکها و ساخت قسمتهایی از موشکها و ادوات جنگی استفاده می شود. ارتشها همچنین از اورانیوم غنی شده برای سوخت ناوگان خود و زیردریایی ها و همچنین سلاحهای هسته ای استفاده می کند. سوخت استفاده شده در راکتورهای ناوگان ایالات متحده معمولا اورانیوم U235 غنی شده می باشد.

اورانیوم موجود در سلاحهای هسته ای به شدت غنی می شوند که این مقدار بصورت تقریبی 90% می باشد.مهمترین کاربرد اورانیوم در بخش غیر نظامی تامین سوخت دستگاههای تولید نیروی هسته ای است که در آنها سوخت U235 به میزان 2الی3% غنی می شود. اورانیوم تخلیه شده در هلیکوپترها و هواپیماها به عنوان وزن متقابل بر هر بار استفاده می شود.

دیگر کاربردهای این عنصر عبارتند از :

• لعاب ظروف سفالی از مقدار کمی اورانیوم طبیعی تشکیل شده است (که داخل فرایند غنی سازی نمی شود) که این عنصر برای اضافه کردن رنگ با آن اضافه می شود.

• نیمه عمر طولانی ایزوتوپ اورانیوم 238 آن را برای تخمین سن سنگهای آتشفشانی مناسب می سازد.

• U235 در راکتورهای هسته ای BREEDER به پلوتونیوم تبدیل می شود. و پلوتونیوم نیز در ساخت بمبهای هیدروژنی مورد استفاده قرار می گیرد.

• استات اورانیوم در شیمی تحلیلی کاربرد دارد.

• برخی از لوازم نوردهنده از اورانیوم و برخی در مواد شیمیایی عکاسی مانند نیترات اورانیوم استفاده می کنند.

• معمولا کودهای فسفاتی حاوی مقدار زیادی اورانیوم طبیعی میباشند. چراکه مواد کانی که آنها از آنجا گرفته شده اند حاوی مقدار زیادی اورانیوم می باشند.

• فلز اورانیوم برای اهداف اشعه ایکس در ساخت این اشعه با انرژی بالا استفاده می شود.

• این عنصر در وسایل INTERIAL GUIDANCE و GYRO COMPASS استفاده می شود.

تاریخچه:استفاده از اورانیوم به شکل اکسیدطبیعی آن به سال 79 میلادی بر می گردد یعنی زمانی که از این عنصر برای اضافه کردن رنگ زرد به سفال لعابدار استفاده شد (شیشه زرد با یک در صد اورانیوم در نزدیکی ناپل ایتالیا کشف شده است.)کشف این عنصر به شیمیدان آلمانی به نام مارتین هنریچ کلاپرس اختصاص داده شد که در سال 1789 اورانیوم را به صورت قسمتی از کانی که آن را PITCHBLENDE نامید کشف شد. نام این عنصر را بر اساس سیاره اورانوس که هشت سال قبل از آن کشف شده بود برگزیدند.این عنصر در سال 1841 به صورت فلز جداگانه توسط EUGNE MELCHIOR PELIGOT استفاده شد.در سال 1896 HENRI BECQUEREL فیزیکدان فرانسوی برای اولین بار به خاصیت رادیو اکتیویته آن پی برد.در پروژه MANHATTAN نامهای TUBALLOY و ORALLOY برای اورانیوم طبیعی و اورانیوم غنی شده بکار برده شد. این اسامی هنوز نیز برای اورانیوم غنی شده و اورانیوم طبیعی بکار برده می شوند.در آغاز قرن بیستم تفحص و جستجو برای یافتن معادن رادیو اکتیو در ایالات متحده آغاز شد. منابع رادیوم که حاوی کانی های اورانیوم نیز می بودند برای استفاده آنها در رنگ ساعت های شب نما و دیگر ابزار جستجو شدند. در طی جنگ جهانی دوم اورانیوم از نظر اهداف دفاعی اهمیت پیدا کرد. در سال 1943 UNION MINES DEVELOPMENT CORPORATION کنگره ای را در کلرادو به منظور استفاده ارتش از قدرت اتمی در پروژه MANHATTAN تشکیل داد.برای اطمینان از ذخایر کافی اورانیوم این کنگره US ATOMIC ENECRY ACT OF 1946 را ایجاد و کمیسیون انرژی اتمی را بوجود آورد. در دهه 1960 ملزومات ارتش تزلزل یافت و در اواخر سال 1970دولت برنامه تهیه اورانیوم خود را کامل کرد. همزمان با همین مساله بازار دیگری به وجود آمد که درواقع همان کارخانه های نیروگاه های هسته ای اقتصادی بود.

ترکیبات:تترا فلوروئید اورانیوم UF4 که به نمک سبز معروف است یک محصول میانی هگزافلورید اورانیوم می باشد. هگزا فلورید اورانیوم UF6 جامد است که در دمای بالای 56 درجه سانتیگراد بخار می شود. UF6 ترکیب اورانیوم است که برای دو فرایند غنی سازی GASEOUS DIFFUSION و CENTRIFUGE استفاده می شود. و در صنعت با نام ساده HEX خوانده می شود.YELLOWCAKE اورانیوم غلیظ شده است. نام این عنصر بدلیل رنگ و شکل آن در هنگام تولید میباشد اگرچه تولید امروزه YELLOWCAKE بیشتر به رنگ سبز مایل به سیاه میگراید تا زرد. YELLOWCAKE تقریبا 70 تا 90 درصد اکسید اورانیوم دارد. U3O8DIURANATE آمونیوم محصول جنبی تولید YELLOWCAKE میباشد که رنگ آن زرد درخشان میباشد. که گاهی اوقات باعث اشتباه شده و YELLOWCAKE نامیده می شود اما این نام درست این محصول نمی باشد.

پیدایش:اورانیوم عنصر طبیعی است که تقریبا در تمام سنگها آب و خاک به میزان کم یافت می شود. و به نظر می رسد که مقدار آن از ANTIMONY، برلیوم، کادیوم، جیوه، طلا، نقره و تنگستن بیشتر باشد و این فراوانی در حد آرسنیک و مولیبدنیوم است. این عنصر در بیشترکانی های اورانیومی از قبیل PITCHBLENDE،URANINITE ،AUTUNITE,، URANOPHANE, TOBERNITE و COFFINITE یافت می شود.مقدار بیشتری از اورانیوم در موادی از قبیل صخره های فسفاتی و کانیهای مانند LIGNITE و MONAZITE یافت میشود. که بیشتر برای مصارف اقتصادی از همین منابع استخراج می شود. از آنجا که اورانیوم نیمه عمر رادیو اکتیوی طولانی 4.47X109 سال برای U-238 دارد مقدار آن همیشه در زمین ثابت می ماند.بنظر میرسد که فرو پاشی اورانیوم و واکنشهای هسته ای آن با توریوم همان منبع گرمایی عظیمی است که در هسته زمین، باعث ذوب شدن قسمت خارجی هسته زمین گردیده و باعث ایجاد حرکت پوسته ای زمین می شود.معدن اورانیوم صخره ای است که تمرکزهای اورانیومی می باشد که مقدار اقتصادی ان یک تا چهار پوند اکسید اورانیوم در هر تن می باشد که تقریبا 0.05 تا 0.20 درصد اکسید اورانیوم دارد.

تولید و توزیع:اورانیوم اقتصادی از طریق تقلیل هالیدهای اورانیوم با خاک فلزات قلیایی تولید می شود. همچنین فلز اورانیوم می تواند از طریق عمل الکترولیز 5KUF یا UF4 که در CACL2 و NACL حل شده است به دست آید. اورانیوم خالص نیز از طریق تجزیه حرارتی هالیدهای اورانیوم حاصل می شود.در سال 2001 مالکان راکتورهای هسته ای غیر نظامی آمریکا از این کشور و منابع خارجی 21300 تن اورانیوم خریداری کردند. قیمت پرداخت شده برای هر کیلوگرم اورانیوم حدودا 26.39 دلار بود که در مقایسه با سال 1998 16% کاهش داشت. در سال 2001 ایالات متحده 1018 تن اورانیوم از 7 عملیات معدنی در غرب رود میسیسیپی تولید کرد. اورانیوم بیشتر توسط فرانسوی ها در کشورهای جهان توزیع شده است.معمولا کشورهای بزرگتر اورانیوم بیشتری در مقایسه با کشورهای کوچکتر تولید می کنند. چراکه گسترش و توزیع اورانیوم در جهان یک شکل و یکنواخت است. کشور استرالیا ذخایر بسیار زیادی از این عنصر دارد که تقریبا 30% ذخایر دنیا را شامل می شود.ایزوتوپها:اورانیوم طبیعی از 3 ایزوتوپ U-238, U-235, U-234 تشکیل شده است که U-238 فراوان ترین آنها (99.3%) میباشد. این سه ایزوتوپ رادیو اکتیو بوده که نیمه عمر آنها عبارت است از U-235 4.5*109 سال که پایدارترین آنها می باشد. U-235 7*108 سال و U234 2.5*105 سال.ایزوتوپهای اورانیوم می توانند از هم جدا شوند تا تمرکز یک ایزوتوپ بر دیگری را افزایش دهند. این فرایند "غنی سازی" نام دارد. وزن U-235 برای غنی شدن باید 0.711 درصد افزایش یابد. اورانیوم م235 برای استفاده در سلاحهای هسته ای و نیروگاه های اتمی مناسب تر است . این فرایند مقادیر بسیاری اورانیوم بوجود می آورد که در U-235 تخلیه میشوند و خالصترین اورانیوم یعنی U238 اورانیوم خالی یا DU نام دارد. اگر ایزوتوپ 235 بخواهد تخلیه شود باید وزنش 0.711 درصد کم شود.

هشدار ها:اورانیوم ممکن است که درطریق تنفس یا بلع و یا در موارد استثنایی از طریق شکافی روی پوست وارد بدن شود. اورانیوم توسط پوست جذب نمی شود و ذرات آلفای ساطع شده از این عنصر نمی تواند به پوست نفوذ کند. بنابراین اورانیومی که خارج از بدن باشد نمی تواند به اندازه اورانیوم داخل بدن مضر و خطرناک باشد. اگر اورانیوم به بدن وارد شود ممکن است موجب سرطان شده یا به کلیه ها آسیب برساند.تمام ترکیبات اورانیوم سمی و رادیو اکتیو هستند. سمی بودن این عنصر می تواند کشنده باشد. در مقادیر بسیار کم خاصیت سمی بودن این عنصر به کلیه آسیب می رساند. خواص رادیو اکتیوی این عنصر نیز سیستماتیک و نظام مند است. در کل ترکیبات اورانیوم به سختی جذب روده و ریه میشوند و خطرات رادیولوژیکی آن باقی می ماند. فلز خالص اورانیوم نیز خطر آتش سوزی به همراه دارد.فرد ممکن است با تنفس غبار اورانیو م در هوا یا خوردن و آشامیدن آب و غذا در معرض این عنصر قرار بگیرد. البته بیشتر این عمل از طریق خوردن آب و غذا صورت می گیرد. جذب روزانه اورانیوم در غذا 0.07 تا 1.1 میکروگرم می باشد. مقدار اورانیوم درهوا معمولا بسیار ناچیز است. افرادی که در کنار تاسیسات هسته ای دولت و یا معادن استخراج اورانیوم زندگی می کنند بیشتر در معرض این عنصر قرار می گیرند.

کُبالت فلزی است سفید با علامت شیمیایی Co، شبیه نیکل ولی با ته رنگ آبی به جای ته رنگ زرد نیکل. از لحاظ شیمیایی فعالتر از نیکل است. در اسید سولفوریک و اسید نیتریک محلول و به کندی تحت تأثیر قلیایی‌ها قرار می‌گیرد. یرعت اکسایش کبالت ۲۵ برابر نیکل است. قدرت آن در سفید کردن آلیاژهای مس کمتر از نیکل بوده، ولی مقادیر کمی از آن در آلیاژهای نیکل- مس ته رنگ زرد نیکل را حنثی و آنها را سفید تر می‌کند. این فلز مانند نیکل دیامغناطیس بوده ولی تقریباً دارای ۳ برابر حداکثر نفوذ پذیری آن است. مانند تنگستن دارای خاصیت اضافه کردن سرخ سختی به آلیاژهای برشکاری است. همچنین به میزان بیشتر از نیکل سخت می‌کند به ویژه در مجاورت کربن، در آلیاژها می‌تواند بیشتر از نیکل ترکیبات شیمیایی دهد.

پلاتین ، یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که علامت آن Pt بوده و عدد اتمی آن 78 می‌باشد. پلاتین یک فلز انتقالی خاکستری مایل به سفید که هادی جریان الکتریسیته بوده ، قابل انعطاف ، سنگین و بسیار باارزش است. در مقابل خورده شدن و اکسیداسیون مقاوم بوده و در برخی از معادن مس و نیکل یافت می‌شود. از پلاتین در جواهرات , تجهیزات آزمایشگاهی ، اتصالات الکتریکی ، دندانپزشکی و دستگاه ضد آلودگی در اتومبیل استفاده می‌شود.

پلاتین از واژه اسپانیولی Platina که به معنی نقره کوچک می‌باشد، گرفته شده است. سالهای زیادی است که پلاتین طبیعی و پلاتین غنی شده آلیاژی شناخته شده است. این فلز توسط سرخپوستهای کلمبیایی استفاده می‌شده است و اولین مرجع اروپایی به پلاتین در سال 1557 در نوشته‌های انسان‌شناس ایتالیایی " Julius Caesar Scaliger" دیده می‌شود که از آن ، به‌عنوان یک فلز اسرار آمیز که از معادن آمریکای مرکزی بین Darién ( پاناما ) و مکزیک استخراج شده و نیز گفته شده است: "تا کنون حتی با هنرهای اسپانیایی ها هم غیر قابل ذوب است."
اسپانیائی‌ها این فلز را وقتی اولین بار وارد اسپانیا شدند Platina نامیدند. آنها به آن ، به چشم یک ناخالصی در نقره ای که استخراج می‌کردند نگاه می‌کردند و اغلب از آن صرف نظر می‌کردند.

پلاتین در حال حاضر با ارزشتر و گرانتر از طلا می‌باشد و از این جهت جایزه‌های پلاتینی بهتر از جایزه‌های طلایی می‌باشند. قیمت پلاتین بسته به فراوانیش تغییر می‌کند، ولی معمولا 8 برابر طلا ارزش دارد.

خصوصیات
این فلز در هنگامی که خالص باشد، بسیار زیبا و به رنگ نقره‌ای مایل به سفید بوده ، هادی جریان الکتریسیته و نرم و قابل انعطاف می‌باشد. این فلز در برابر خوردگی مقام است. ویژگیهای کاتالیزوری فلزات گروه ششم از خانواده پلاتین بسیار برجسته و مهم می‌باشد. ( توجه داشته باشید که هیدروژن و اکسیژن در مجاورت پلاتین منفجر می‌شوند). دوام بالا و خاصیت ضد تیرگی پلاتین دلیل استفاده از این فلز در ساخت جواهرات ظریف و زیبا می‌باشد.

دیگر ویژگی‌های ممتاز این فلز ، پایداری در برابر واکنشهای شیمیایی و دماهای بالا و خاصیت پایدار الکتریکی می‌باشد. از تمامی این ویژگی‌ها در صنعت استفاده می‌شود. پلاتین در مجوارت با هوا در هیچ درجه ای اکسید نمی‌شود، اما توسط سیانیدها ، هالوژنها ، گوگرد و بازهای قوی خورده می‌شود. این فلز در اسید هیدروکلریک و اسید نیتریک حل نمی‌شود، ولی به‌راحتی در محلول تیزاب سلطانی حل می‌شود .

کاربردها

از پلاتین در جواهرات ، سیم ، ساخت ظروف با تحمل حرارتی بالا برای مصارف شمیایی و کوره‌های برقی حرارت بالا استفاده می‌شود.

از پلاتین خوب جدا شده به عنوان کاتالیزور استفاده می‌شود. برای مثال در مبدلهای کاتالیزوری خودروها و فرایندهای صنعتی مختلف مانند ساخت اسید سولفوریک استفاده می‌شود.

این فلز می‌تواند مقدار زیادی از گاز هیدروژن را جذب کرده ، هنگامی که حرارت داده می‌شود، آن را آزاد کند. از این جهت به‌عنوان منبع ذخیره گاز در وسایل نقلیه و در سلول سوختی مطالعه می‌شود.

صنایع شمیایی از مقدار قابل توجهی پلاتین یا آلیاژ پلاتین- رادیوم به‌عنوان کاتالیزور و به شکل توری ریزبافت برای کاتالیز کردن اکیسیداسیون انتخابی آمونیاک برای تهیه اکسید نیتریک که ماده خام برای کودها و مواد منفجره می‌باشد و اسید نیتریک استفاده می‌کنند.

پلاتین‌های کاتالیزوری در تصفیه نفت خام و بهسازی فرایند تولید بنزین اکتان بالا و همچنین ترکیبات معطر در صنعت پتروشیمی کاربرد دارند.

آلیاژ پلاتین و کبالت ، خاصیت مغناطیسی عالی دارد. آلیاژی که از 76% پلاتین و 23% کبالت تشکیل شده باشد، از نظر مغناطیسی بسیار قوی می‌باشد.

آلیاژ 10/90 پلاتین/اوسمیوم برای ساخت ضربان ساز قلب ، دریچه‌های جایگزین و سایر کاشه‌های جراحی استفاده می‌شود.

این فلز در پوشش کلاهکهای دماغه موشکها و نازل سوخت موتور جت و دیگر وسایلی که می‌بایست با ضریب اطمینان بالایی در حرارتهای بالا و در تناوبهای زمان طولانی کار کنند، کاربرد دارد.

سیمهای پلاتینی ، وقتی در معرض متیل الکل قرار می‌گیرند، با رنگ قرمز تیره می‌درخشند، درست همانند کاتالیزوری که الکل را به فرمالدئید تبدیل می‌کند. این پدیده به‌صورت تجاری در ساخت فندک سیگار و دست‌گرم‌کنها استفاده می‌شود.

Cis-platin با فرمول PtCl₂(NH₃)₂ ، دارویی است که در درمان انواع خاصی از سرطان‌ها که شامل سرطان خون (Lukemia) و سرطان بیضه می‌شود، کاربرد دارد.

ایزوتوپ ها

پلاتین طبیعی از 5 ایزوتوپ پایدار و یک رادیوایزوتوپ Pt-190 که نیم عمر بسیار طولانی 6 میلیارد سال را دارد تشکیل شده است. ایزوتوپهای رادیواکتیوی زیاد دیگری نیز برای این عنصر وجود دارند که پایدار ترین آنها Pt-193 بوده که نیمه عمر آن 50 سال می‌باشد.

هشدارها

این فلز بدلیل طبیعت غیر واکنشی خود برای سلامتی مساله ساز نیست، با این حال تمام ترکیبات پلاتین به‌شدت سمی هستند. 

آلومینیم فلزی چکش خوار و نرم به رنگ سفید-نقره ای است و ساختار بلورین مکعبی دارد . این عنصر در سال 1825 توسط Hans Christian Oersted دانشمند دانمارکی کشف گردید . اگر چه فراوان ترین فلز در پوسته زمین است( حدود 8% وزنی) اما به صورت غیر ترکیبی وجود ندارد و از اجزاء سنگهای معدنی از جمله خاک رس، بوکسیت، میکا، فلدسپار، کریولیت و همچنین الکترولیز بوکسیت بدست می آید . آلومینیم به صورت تجاری از طریق پروسه Hall-Heroult تهیه می شود.

روش بدست آوردن این فلز الکترولیز اکسید آلومینیم محلول در فلورید سدیم و آلومینیم است که این روش در سال 1886 توسط Hall در آمریکا کشف شد. سنگ کریولیت یا فلورید سدیم و آلومینیم طبیعی در گرینلند یافت می شود که کاربرد زیادی ندارد اما در عوض به جای کریولیت مخلوط مصنوعی را از سدیم و آلومینیم و فلورید کلسیم درست می کنند که در تجارت کاربرد دارد. 
آلومینیم از خاک رس وجود دارد اما از نظراقتصادی استحصال آلومینیم از خاک رس مقرون به صرفه نمی باشد. آلومینیم فراوانترین فلز در پوسته زمین است و حدود 8.1 % میزان آن است اما به صورت آزاد در طبیعت یافت نمی شود. آلومینیم همچنین در گرانیت و خیلی از کانی های دیگر پیدا می شود. 
آلومینیم خالص دارای رنگ نقره ای سفید است و محصول فراوری شده آن دارای خصوصیات آلی است. این فلز سبک و خصوصیات مغناطیسی ندارد و غیر رسانای جریان برق است و دومین فلز از نظر چکش خواری است و ششمین فلز از نظر مفتول پذیری است.
کاربرد این فلز برای ظروف آشپزخانه کاربرد زیادی دارد برای تزئین خارجی بناهای ساختمانی نیز به کار می رود و کاربرد زیادی در صنایع به علت خصوصیات سبکی و مقاوت بالا دارد. 
اگرچه رسانایی الکتریکی این عنصر 60 درصد مس است اما در صنایع انتقال خطوط الکتریکی به علت سبکی وزن کاربرد دارد. آلومینیوم خالص فاقد استحکام و بسیار انعطاف پذیر است. اما آلیاژ این عنصر با عناصر مس و منیزیم و سیلیسیم و منگنز و دیگر عناصر کاربرد زیادی در صنایع مختلف دارد. 
این آلیاژها نقش بسیار اساسی در ساخت هواپیماها و راکتورها دارند. آلومینیم در خلا تبخیر می شود و فرمهای مختلف این عنصر کاربردهای مختلفی داردند مثلاٌ به عنوان پوشش صیقلی برای نور مرئی و اشعه گرمایی دارد. این پوشش ها به صورت یک لایه نازک جسم را از اکسید شدن جلوگیری می کند . از پوشش آلومینیمی برای آیینه تلسکوپها و ساخت کاغذهای تزئینی و اسباب بازی ها و قوطی ها استفاده می شود. 
ترکیبات مهم آلومینیم عبارتند از اکسید و سولفات آلومینیم و سولفات آلومینیم محلول در پتاسیم . اکسید آلومینیم در یاقوت سرخ و یاقوت کبود و کرندوم و سنگ سمباده یافت می شود که این اکسید برای ساخت شیشه و کارخانه ها استفاده می شود . یاقوت سرخ و کبود مصنوعی برای اشعه لیزر نور همدوس کاربرد دارد. 


اثرات آلومینیم بر سلامتی انسان 
آلومینیم فلزی است که بسیار مورد استفاده قرار میگیرد و همچنین یکی از فراوانترین ترکیباتی است که در پوسته زمین وجود دارد. با توجه به این موارد، آلومینیم عنصر مظلومی است. اما زمانیکه غلظت آلومینیم در محیط افزایش می یابد، اثرات شدیدی بر سلامت انسان میگذارند. شکل محلول در آب آلومینیم اثرات خطرناکی را سبب میشود، به ذراتی از آلومینیم که در آب حل شده اند، ذرات یونی گفته میشود. این گونه یونها در محلول آلومینیم یافت میشوند و همراه با سایر یونها وجود دارند به عنوان مثال، کلرید آلومینیم. 
در بیشتر اوقات مقدار آلومینیم غذا افزایش پیدا میکند. راههای دیگری که سبب افزایش مقدار آلومینیم میشود تنفس کردن و تماس پوستی آلومینیم است. اگر فردی برای مدت زمان طولانی در تماس با غلظت زیادی از آلومینیم باشد علایم زیر در وی بروز پیدا میکند: 
سیستم عصبی مرکزی آسیب میبیند.
سبب جنون میشود.
فرد حافظه خود را از دست میدهد. 
باعث سستی و بیحالی میشود.
باعث لرز شدید و تشنج میگردد. 
آلومینیم در محیطهای کاری به خصوص معادن در صورت حضور آب و مخلوط شدن با آن خطرناک است. افرادی که در کارخانه های فرآوری آلومینیم کار میکنند، دچار مشکلات تنفسی میشوند زیرا این گونه افراد غبار آلومینیم تنفس میکنند. همچنین آلومینیم برای بیماران کلیوی در هنگامی که عمل دیالیز را انجام میدهند و ممکن است آلومینیم وارد بدن آنها شود، خطراتی را به دنبال دارد. 
تنفس آلومینیم یا پودر اکسید آلومینیم باعث تصلب ریه ها و آسیب به ششها میشود. این بیماری تحت نام Shaver’s Disease خوانده میشود. در این حالت ممکن است آلومینیم با سیلیسیم و اکسید آهن موجود در هوا نیز واکنش داده و باعث بیماری آلزایمر شود. 

اثرات آلومینیم بر محیط زیست
اثرات آلومینیم توجه دانشمندان را به خود جلب کرده است، زیرا باعث اسیدی شدن میشود. آلومینیم ممکن است در گیاهان انباشته شود و در جانورانی که از گیاهان تغذیه میکنند سبب بروز بیماری شود. 
مقدار آلومینیم در دریاچه های اسیدی بسیار بالا است. در این دریاچه ها تعداد ماهی ها و دوزیستان کاهش می یابد زیرا یونهای آلومینیم با پروتئینهای موجود در آبشش ماهی ها و جنین قورباغه ها واکنش میدهد.
غلظت بالای آلومینیم نه تنها بر ماهی ها اثر میگذارد، بلکه بر پرندگان و سایر جانوران که از ماهی وحشرات آلوده تغذیه میکنند و جانورانی که در هوای حاوی آلومینیم تنفس میکنند، اثر میگذارد. اثر مصرف ماهی های آلوده بر پرندگان به گونه ای است که پوست تخم آنها نازک میشود و جوجه های با وزن کم متولد میشوند. اثر تنفس آلومینیم بر جانوران مشکلات تنفسی، کمبود وزن و کاهش فعالیت میباشد. 
اثر منفی دیگری که آلومینیم بر محیط زیست دارد، این است که یونها با فسفات واکنش میدهد. واکنش یونها با فسفات باعث کمبود فسفات در ارگانیسمهای آبی میشود. 
دریاچه های اسیدی و هوا فقط آلومینیم زیاد ندارند، بلکه آبهای زیرزمینی که از خاکهای اسیدی عبور میکنند هم دارای مقدار زیادی آلومینیم هستند. علائم بسیار زیادی وجود دارد که آلومینیم میتواند به ریشه درختانی که در آبهای زیرزمینی قرار دارند، آسیب میرساند. 


تجهیزات آزمایشگاهی مورد استفاده در تجزیه 
اسپکترومتر جرمی ، میکروسکوپ ، کرماتوگرافی مایع و گازی ، اشعه x ، جذب اتمی ، مادون قرمز ، کروماتوگرافی مایع با عملکرد بالا و اسپکترومتر نشری 



خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر آلومینیم : 
عدد اتمی: 13 
جرم اتمی: 26.98154
نقطه ذوب : C°660/32 
نقطه جوش : C°2467
شعاع اتمی : Å 143/1pm
ظرفیت: 3+
رنگ: نقره ای
حالت استاندارد: جامد
نام گروه: 3
انرژی یونیزاسیون : Kj/mol 577.5
شکل الکترونی: 11s2 2s2p6 3s2p1
شعاع یونی : Å: 0.535 
الکترونگاتیوی: 1.61 
حالت اکسیداسیون: 3
دانسیته : 2.7 g/cm3
گرمای فروپاشی : Kj/mol 10.79
گرمای تبخیر : Kj/mol 293.4
مقاومت الکتریکی : Ohm m 0.0000000265
گرمای ویژه: J/g Ko 0.9
دوره تناوبی: 3

شماره سطح انرژی : 3
اولین انرژی : 2
دومین انرژی : 8
سومین انرژی : 3 
ایزوتوپ :
ایزوتوپ نیمه عمر 
Al-26 730000.0 سال 
Al-27 پایدار
Al-28 2.3 دقیقه 

اشکال دیگر :
اکسید آلومینیم Al2O3
هیدرید آلومینیم AlH3
کلرید آلومینیم AlCl3 و هگزا کلرید آلومینیم Al2Cl6


منابع : کانی بوکسیت
کاربرد : لوازم آشپزخانه ، ساخت دکوراسیون ، رسانای الکتریسیته ( به میزان کمتر ازمس ) .آلیاژآلومینیم با فلزات بادوام نظیر منیزیم ، مس ، منگنز ، آن رادر ساخت هواپیما و موشک قابل استفاده می کند

اطلاعات موجود نشان می دهد که همه پشه ها، خونخوار نیستند و فقط پشه ماده است که خون می خورد. پشه نر فقط از شیره گیاهان تغذیه می کند.

کارشناسان برای شناخت عملکرد نیش پشه آزمایشهای فراوانی انجام داده اند، از جمله با استفاده از میکروسکوپ، پشه ای را که در حال نیش زدن پای یک قورباغه بود، زیر نظر گرفتند.

نیش پشه داخل پوست پای قورباغه پیچ می خورد و می چرخد و دنبال مویرگ می گردد، سپس هنگامی که نیش پشه به یک رگ خونی می رسد، پمپهای مکش شکم پشه، شروع به مکیدن آن می کنند. پشه ها تقریبا دو برابر وزن خود خون می مکند.

بعد از پایان مکش، آنها مقداری از بزاق خود را به بیرون دفع می کنند. همین امر، باعث ایجاد آلرژی وحساسیت در بدن انسان می شود که با خارش و درد همراه است.

پشه چه کسانی را نیش می زند؟

برخی افراد که پی در پی دچار پشه گزیدگی می شوند، کم کم بدنشان در مقابل نیش واکنش نشان نمی دهد، یعنی نوعی مصونیت در مقابل آن پیدا می کنند.

آزمایشهای دانشمندان نشان داده است که پشه ها پوستی که گرم باشد (دمای بالای 32 درجه) را دوست داشته و برای گزیدن، انتخاب می کنند. متوسط دمای پوست انسان بین 31 تا 35 درجه سانتیگراد است. همین نکته، حرف افرادی را که می گویند پشه آنها را نیش نمی زند، توجیه می کند.

درمان گزش

برای درمان گزش حشرات پیشنهاد می شود از کمپرس آب سرد، پماد کالامین و بتامتازون استفاده کنید محل زندگی پشه لوله های فاضلاب خانگی، منبع های آب، بشکه های آب، گلدان های مرطوب، ناودان ها، حوضچه ها و استخرها، آب انبار و حتی مخلوط کود حیوانات با پیشاب انسان است. زمستان ها هم در جاهای نمناک و کمی گرم به سرمی برند.

فصل پاییز پشه های نر و ماده جفت گیری می کنند و نرها می میرند. پشه ماده زمستان را سپری کرده و در بهار روی آب ها تخم ریزی می کند. لذا با ضدعفونی کردن محل های آب می توان آن ها را نابود کرد.

راز پیدا کردن انسان توسط پشه های خونخوار

محققان دانشگاه کالیفرنیا معتقدند دی اکسید کربن خارج شده از ششها و در ادامه بوی بدن انسان، توجه پشه ها را جلب می کند. گیرنده های قوی دی اکسید کربن این حشره، به او اجازه می دهد تا نسبت به حداقل میزان این گاز فورا واکنش نشان دهد؛ اما بوی پوست بدن انسان تنها در صورت نزدیک بودن حشره به انسان کارایی دارد.

پیشگیری از گزش پشه

پشه ها رنگ ها را تشخیص می دهند. آنها به سمت رنگهای سیاه، قرمز تیره و آبی تیره بیشتر جلب می شوند و در مقابل، کمتر به سمت رنگهای سفید، زرد و سبز روشن جذب می شوند.

- مالیدن آب لیمو روی پوست، اسپری حشره کش، نصب توری در و پنجره، پماد و کرم مخصوص فراری دهنده پشه از پوست بدن، ریختن نفت هر چند وقت یک بار در لوله های فاضلاب و دستشویی منزل از ورود و گزش پشه جلوگیری می کند.

- هنگام مواجهه با پشه عصبانی نشوید و این قدر تکان نخورید، چون خشم سبب افزایش حرات بدن شده، در نتیجه پشه ها بیشتر به سمت شما جذب می شوند. سعی کنید آرام چیزی روی خود کشیده و بخوابید.

مبارزه با پشه در خانه

- اولین قدم برای مبارزه با پشه این است که از ورود پشه به داخل خانه جلوگیری کنیم. لذا نصب توری بر روی پنجره ها از ضروریات است.

- پشه ها نقاطی را دوست دارند که هوای آن ساکن و بی حرکت باشد. بنابراین برای فراهم نشدن چنین شرایطی در منزل بایستی پنجره هایی را که روبروی هم قرار دارند باز بگذاریم تا هوا به خوبی در داخل خانه جریان پیدا کند.

- از جمع شدن آب راکد در خانه جلوگیری کنید؛ به عنوان مثال ظرف آب پرندگان را مرتبا عوض کنید و در صورت علاقه به گل و گیاه مراقبت باشید تا در زیر گلدانی ها آب جمع نشود.

- اگر از اجاق کباب پزی یا باربیکیو استفاده می کنید، کمی گیاه رزماری روی ذغالها بریزید تا پشه ها را دور کند.

- با عصاره سیر می توان یک ماده طبیعی دور کننده برای مبارزه با پشه تولید کرد. یک قسمت عصاره سیر را با پنج قسمت آب مخلوط کرده، در یک بطری کوچک بریزید. یک نوار کتانی را در این محلول خیس نمایید و در جاهایی مثل پاسیو آویزان کنید. این ترکیب به عنوان یک دور کننده طبیعی حشرات عمل می کند.

- در اطراف خانه، گل همیشه بهار بکارید، زیرا گل همیشه بهار بویی دارد که حشرات آن را دوست ندارند، بنابراین به عنوان یک ماده دور کننده طبیعی حشرات عمل می کند.

- یکی از راه های ورود پشه به داخل ساختمان، دریچه کولر می باشد. بر روی دریچه کولر می توان از توری های فلزی که با قاب چوبی ساخته شده اند و یا از توری های پارچه ای استفاده کرد.

- اگر برای چند روز به مسافرت می روید و در مجاری فاضلاب آبی ریخته نمی شود، یک استکان نفت یا گازوئیل را در کف شوی آشپزخانه، حمام و توالت بریزید. لایه روغنی ایجاد شده در اثر ریختن نفت یا گازوئیل بر روی سطح آب، مانع از تنفس لارو پشه می شود.

- اگر قرار است به مدت بیش از دو هفته، به عنوان مثال به علت مسافرت از کولر استفاده نشود، بایستی آب راکد کف کولر تخلیه گردد.

- برای مبارزه با پشه های موجود در ساختمان می توان از سموم حشره کش متداول که به شکل اسپری در بازار موجوداست، استفاده نمود.

- قبل از ترک منزل، حشره کش را در فضای محیط اسپری نمایید. با بسته بودن پنجره ها، پشه ها چند ساعت با حشره کش در تماس قرار می گیرند. بعد از ورود به منزل، پنجره ها را کاملا باز کرده و بعد از تهویه کامل هوا، مشغول کا در منزل شوید.

- دهانه لوله چدنی مربوط به هواکش فاضلاب که بر روی بام ساختمان قرار دارد، بایستی توسط پارچه توری بسته شود تا پشه نتواند به داخل خانه راه یابد

متان (به انگلیسی: Methane)‏ با فرمول مولکولی CH_۴ یک گاز گلخانه‌ای است و به عنوان سوخت بکار می‌رود.متان ساده‌ترین آلکان است. ماده اصلی گاز طبیعی همراه با نفت است، از تجزیه مواد گیاهی در نواحی مردابی تشکیل می‌شود. این گاز به خاطر توانایی جذب گرما به مقدار فراوان اثر گلخانه‌ای بیشتری نسبت به کربن دی‌اکسید دارد. امّا به این خاطر که مقدار آن در هواکره کمتر از کربن دی‌اکسید است، کربن دی اکسید را عامل اصلی اثر گلخانه‌ای می‌دانیم. یکی از تلاش‌هایی که پیرامون کنترل گرم شدن زمین می‌شود، تلاش برای تبدیل متان حاصل از فاضلاب‌ها یا مرداب‌ها به گاز کربن دی‌اکسید است.

ویژگی‌ها

در شرایط استاندارد دما و فشار این گاز بی بو و بی‌رنگ و نافذتر و سبک‌تر از هوا است و اولین ترکیب سلسله هیدروکربن‌های اشباع شده به شمار می رود. این گاز در طبیعت از تجزیه و پوسیده شدن مواد آلی به ویژه فساد گیاهان در مرداب‌ها حاصل می‌شود، به همین جهت آن را «گاز مرداب‌» نیز می‌نامند.

گازهای خشک (Dry Gases)

این گازها حاوی مقدار زیادی متان می‌باشند (64 الی 96 درصد) و این گازها به سختی تبدیل به مایع می‌شوند. در کان‌سارهای زغال سنگ و مناطق مردابی نیز گازهای خشک به وفور یافت می‌شوند که قسمت عمده آن ها از متان به وجود آمده است. گاز متان در حرارت و فشار موجود در منابع زیرزمینی قابل تراکم نیست. بنابراین همیشه به صورت گاز در کان‌سارها وجود دارد و فقط در نتیجه فشارهای زیاد می‌تواند در نفت حل شود.

گازهای مرطوب (Wet Gases)

این گازها تقریبا به سهولت می‌توانند به مایع تبدیل شوند و دارای مقدار زیادی از پارافین‌های ردیف بالا مانند اتان ، پروپان ، هگزان و هپتان می‌باشند. این گازها را می‌توان تحت فشار و حرارت زیاد به مایع تبدیل کرد. لذا نسبت به شرایطی که در کانسار حاکم است، این گازها به شکل فاز مایع یا فاز بخار در آن جا وجود دارند.

گازهای طبیعی در کانسارهای نفت

بنابر آنچه گذشت، گازهای طبیعی ممکن است همراه با نفت و یا به صورت مجزا تشکیل کانسار دهند که هر دو نوع آن ، از نظر اقتصادی خیلی با ارزش می‌باشد. در کانسارهای نفت، امکان دارد که گازهای طبیعی به حالت های مختلف دیده شوند. غالبا این گازها قسمت فوقانی منابع را اشغال کرده، چون وزن مخصوص کمتری دارند، در نتیجه یا روی نفت و یا روی آب قرار دارند. ولی بعضی اوقات در کانسارهای نفت حاوی گاز ، درصد قابل ملاحظه‌ای از گازها به صورت محلول قرار می‌گیرد که نسبت آن وابسته به اختصاصات فیزیکی نفت و گاز و همچنین حرارت و فشار منبع یا مخزن است.

گاهی ممکن است دریک مخزن ، درصد قابل ملاحظه‌ای از گازهای طبیعی محلول در آب باشند. در اعماق بیش از دو هزار متری نیز ، تحت شرایط فشار و حرارت زیاد ، گازهای مخلوط در نفت از نظر فیزیکی غیر قابل تشخیص می‌باشند.

گازهای ترش و شیرین

گازهایی که دارای CO₂ و گوگرد هستند، به نام گازهای ترش و گازهای دارای گوگرد کمتر را گازهای شیرین گویند.

کانسارهای گازهای طبیعی

گازهای طبیعی زیرزمینی یا به تنهایی و یا به همراه نفت تشکیل کانسار می‌دهند. درصورت همراه بودن با نفت گازها در داخل نفت حل می‌شوند و درصورت رسیدن به درجه اشباع ، تجزیه شده ، در قسمت‌های بالای افق‌های نفتی به شکل گنبدهای گازی قرار می‌گیرند.

مهار گازهای طبیعی

اگرچه هنگام استخراج نفت ، سعی می‌شود برای نگهداری انرژی کانسار از استخراج آن جلوگیری شود، باز این گاز حل شده در نفت در هنگام استخراج به همراه آن خارج می‌شوند. درسال های گذشته این گازها را آتش می‌زدند. ولی امروزه از آن ها به عنوان مواد خام شیمیایی و ماده سوختنی با ارزش استفاده می‌کنند.

ترکیب گازهای طبیعی

دربعضی جاها ، گازهای زیرزمینی دارای نیتروژن بیشتر (کانزاس) یا CO₂ بیشتر (مجارستان ، کلرادو) درخود هستند. بخشی از CO₂ ، از محصولات تشکیلات نفتی و بخشی نیز با منشاء آتشفشانی بوجود می‌آید. مقدار جزئی هیدروژن نیز در اکثر مواقع پیدا شده است. گازهای ازت‌دار می‌توانند تا 2.5 درصد حجمی هلیوم داشته باشند (مانند ایالات متحده امریکا). از شکسته شدن عناصر رادیواکتیو درون سنگ های ساحلی هلیوم به وجود می‌آید. گازهای دارای سنگ مخزن کربناته ، دارای مقدار زیادی H₂S هستند.

رسیدن گازهای طبیعی به سطح زمین

بیرون آمدن گازهای طبیعی زیرزمینی به سطح زمین ، همانند بروز نفت به سطح زمین ، از پدیده‌های مهم بوده ، توسط میزان بیرون آمدن گازطبیعی می‌توان در مورد پتانسیل کانسارهای هیدروکربنی ، اطلاعات با ارزش و مهمی بدست آورد. ولی تشخیص و تفکیک این گازها خیلی ساده نیست تا بدانیم آیا این گاز مربوط به گاز مردابی یا گاز زغال سنگ و یا گاز مربوط به نفت است. از وجود هیدروکربنهای ردیف بالا ، می‌توان گفت که این گاز از نوع زیرزمینی است.

گازهای موجود در کانسارهای زغال سنگ

این نوع گازها تا 6 درصد حاوی هیدروکربن های ردیف بالا هستند. گازهایی که منشاء آن ها مربوط به زغال سنگ است، خیلی کمیاب هستند (مانند گازهای موجود در کانسارهای زغال سنگ هلند) و علت آن را چنین توجیه می‌کنند که این نوع گازهای حاصل در مرحله زغال شدگی برای خودشان سنگ مخزن خوبی پیدا نمی‌کنند تا جمع شوند.

تفکیک گازهای طبیعی از نفت

گازی که همراه نفت است، باید از آن جدا شود تا نفت خالص به دست آید. اگر نفت و گازی که باهم از چاه خارج می‌گردند، پیش از آن که از هم جدا شوند، مستقیما به مخازن نفت هدایت گردند، گاز چون سبک و فرار است، مقداری از آن ، از منافذ فوقانی مخزن به هوا می‌رود و در ضمن ، مقداری از اجزای سبک و گرانبهای نفت را هم با خود خارج می‌کند. از این رو ، نفت را پس از خروج از چاه و پیش از آنکه به مخزن بفرستیم، به درون دستگاه تفکیک که نفت و گاز را از هم جدا می‌سازد، هدایت می‌کنیم.

دستگاه تفکیک نفت و گاز

این دستگاه به شکل یک استوانه قائم است که در آن ، ذرات گاز از هم باز و به اصطلاح منبسط می‌گردد و در این ضمن ، از سرعت آن نیز کاسته می‌شود. وقتی فشار و سرعت گاز ، خیلی کم شد، مقدار زیادی از آن ، از نفت جدا می‌گردد. آنگاه آن را توسط لوله به درون ظرفی هدایت کرده ، از آن استفاده می‌کنند.

گازهای طبیعی تفکیک شده

گازی که از دستگاه جدا کننده خارج می‌گردد، غالبا از نوع گاز تر است و مقدار زیادی بنزین سبک همراه دارد. این بنزین طبیعی ، بسیار مفید و قیمتی است. از این رو ، نباید آن را به هدر داد. در اوایل پیدایش صنعت نفت ، از این ماده گرانبها استفاده‌ای به عمل نمی‌آمد و آن را همراه با سایر اجزای گاز به هدر می‌دادند. اما رفته رفته که به اهمیت و فواید این گاز پی بردند، سعی شد که بنزین طبیعی آن را استخراج نموده ، از بقیه اجزای آن نیز به انواع گوناگون استفاده شود

در فضا میلیاردها میلیارد ستاره‌ی نورانی و بسیار عظیم وجود دارد که خورشید ما یکی از کوچک‌ترین و کم‌نورترین آن ها به‌شمار می‌آید. فضایی که ما می‌توانیم ببینیم ، از جمله منظومه‌ی شمسی، با نور احاطه شده است. پس چرا فضا تیره و تاریک دیده می‌شود؟
روی زمین، ما روز و شب را داریم. روز از دمیدن خورشید شروع می‌شود و تا غروب خورشید ادامه می‌یابد. روشنایی روز ترکیبی است از نور مستقیم و غیرمستقیم خورشید که حس دیدن را ایجاد می‌کند و این امکان را به ما می‌دهد که محیط اطرافمان را به صورت رنگی ببینیم؛ مثلاً آسمان را آبی، ابرها را سفید و پف‌ کرده و گل‌ها را به رنگ‌های مختلف زیبا.
زمین را پوششی از گاز‌های مختلف احاطه کرده که به آن جّو می‌گوییم. بالاتر از این لایه‌ی گازی، قطره‌های آب و ذرات ریز غبار را هم می‌توان یافت. نوری که از خورشید به زمین می‌رسد، به این ذرات برخورد می‌کند و باعث انعکاس و انکسار آن می شود. انعکاس (بازتاب نور) و انکسار (منحرف شدن مسیر نور به هنگام عبور از جسمی) سبب روشن شدن محیط اطراف می‌شود که در نتیجه می‌توانیم اجسام را به صورت رنگی و در ابعاد مختلف ببینیم.
از سوی دیگر، فضا با وجود ستاره‌های بی شماری که در آن می‌درخشند، تاریک است. چرا؟
در هر متر مکعب از فضا فقط مقدار بسیار ناچیزی از ذرات کیهانی و عناصری مانند اتم‌های هیدروژن و هلیم وجود دارد. به عبارت دیگر چیزی وجود ندارد که ما به آن «خلاء» می‌گوییم. در چنین فضایی نور ستاره‌ها به صورت مستقیم حرکت می‌کند و دچار پراکندگی (انعکاس و انکسار) نمی‌شود. این شبیه نشانه‌گیرهای (چراغ‌قوه‌ها) لیزری است که ما فقط نقطه‌ای نورانی می‌بینیم، اما شعاع نور دیده نمی‌شود. این نشان می‌دهد که نور به خودی خود پراکنده نمی‌شود، بلکه در مسیر مستقیم و در جهت یک نقطه حرکت می‌کند. به همین دلیل است که در فضا فقط می‌توانیم نقاط نورانی را که از منبع خود منتشر می‌شوند، ببینیم. به این ترتیب هیچ رنگی هم برای دیدن در آن جا نیست و ما فضا را همواره سیاه و تاریک می‌بینیم.

علت متفاوت بودن سرعت سیارات

منظومه شمسی دارای یک خاصیت مشخص است و آن گردش سیاره‌ها در مسیری معین و با سرعتی مشخص می‌باشد. می‌دانید که یکی از قوانین نیوتن می‌گوید: هر جسمی که به صورت متحرک باشد، بدون هیچ تغییری به حرکت خود ادامه خواهد داد، مگر آنکه نیروی دیگری سبب تغییر حرکت آن شود. برای نمونه زمین می‌خواهد به مسیر مستقیم خود ادامه دهد، اما نیروی گرانش خورشید مانع این امر می‌شود. البته این نیرو به دو صورت بر زمین اعمال می‌گردد.

در حقیقت نیروی گرانش از یک سو سبب می‌شود که اندکی به خورشید نزدیک گردد و از سوی دیگر موجب حرکت جانبی آن می‌شود و ترکیب این دو حرکت چنان است که زمین را در حرکت به دور خورشید و در مسیری ثابت نگه می‌دارد. در حقیقت نیروی گرانش همانند یک نیروی "جانب مرکز" عمل می‌کند و به همین دلیل اجسام را در مدار ثابتی نگاه می‌دارد. حال شما با یک آزمایش ساده می‌توانید علتهای متفاوت بودن سرعت سیارات را بشناسید.

یک آزمایش ساده

شما می‌توانید این حالت را به روش زیر انجام دهید. ابتدا یک گلوله کوچک را به یک نخ محکم ببندید. (توجه داشته باشید که پس از بستن نخ ، محل اتصال آن به گلوله حتی الامکان به صورت عمود بر سطح و در راستای مرکز گلوله باشد.) اکنون می‌توانید با چرخاندن گلوله مشاهده کنید که در مسیری دایره‌ای شکل حرکت گلوله ادامه می‌یابد. نخ در حقیقت همان کار گرانش زمین را انجام می‌دهد. اما هنوز سؤال باقی است و آن این است که چرا سیارات با وجود یکی بودن خورشید سرعتهای متفاوتی دارند؟!

شاید شما نیز فورا به علت این امر پی ببرید. فاصله متفاوت سیارات علت تفاوت سرعت در میان آنهاست. برای آزمایش این امر نیز کافی است شعاع نخ را تغییر دهید. بسادگی متوجه خواهید شد که ، با کوتاهتر شدن شعاع حرکت دایره‌ای شکل ، سرعت حرکت نیز افزایش خواهد یافت. البته یک راه دیگر هم وجود دارد و آن این است که نخ را دور یک میله ببندید و آن را حرکت دهید. در اینصورت با هر دور چرخش گلوله ، به تدریج از طول نخ و در نتیجه از شعاع حرکت کاسته می‌شود و سرعت حرکت افزایش پیدا می‌کند. (مراقب شیشه‌های اطراف باشید!)

نتیجه

اکنون شما علت سرعتهای بالای سیارات نزدیکتر به خورشید را ، در مقابل سیاره‌هایی همچون سیاره پلوتومی‌دانید. این اصل در مورد ماه که به دور زمین می‌گردد و سایر قمرهایی که به دور سیارات منظومه شمسی می‌گردند نیز صدق می‌کند. توجه داشته باشید که تقریبا هیچ نیرویی بجز گرانش ، بر این اجسام عظیم وارد نمی‌شود. در حالی که در آزمایش انجام شده توسط شما ، از اصطکاک هوا صرف نظر شده است

سوخت فسیلی (به انگلیسی: Fossil fuel) به سوخت‌هایی اطلاق می‌شود که از سنگواره‌هابدست می‌آید. سوخت‌های فسیلی به سه نوع اصلی تقسیم می‌شوند:

• ذغال سنگ
• نفت
• گاز طبیعی

این سوخت‌ها دارای یک ویژگی مشترک هستند و آن قدمت بسیار بالای آنها می‌باشد. آنها صدها میلیون سال قبل و پیش از حضور دایناسورها در جهان بوجود آمده‌اند.

شکل‌گیری

سوخت‌های فسیلی به طور کلی ۳ دسته‌اند:

• زغال سنگ
• نفت
• گاز طبیعی

هر سه دسته چند صد هزار سال قبل حتی بیش از ظهور دایناسورها شروع به شکل‌گیری کرده‌اند و به خاطر آن است که به آنها سوخت‌های فسیلی می‌گویند که در آن زمان زمین پر از باتلاق‌هایی بوده که با درختان عظیم و سرخس‌ها و دیگر گیاهان برگ دار پوشیده بوده وهمان طور که درخت‌ها و گیاهان می‌مردند در اعماق اقیانوس‌ها غرق و به تدریج دفن می‌شدند و لایه اسفنجی به نام پیت تشکیل می‌شد بعد از گذشت صدها سال پیت با شن و خاک و رس و مواد معدنی دیگر پوشیده شده و این مواد معدنی به مرور زمان به نوعی صخره رسوبی تبدیل می‌شد همینطور که لایه‌های بیشتری روی هم انباشته می‌شود وزنشان هم بیشتر می‌شود و پیت را تحت فشار قرار می‌دهد لایه پیت آنقدر له و فشرده می‌شود تا آب آن تخلیه می‌شود و بعد از میلیون‌ها سال تبدیل به ذغال سنگ نفت و گاز طبیعی می‌شوند

زغال سنگ

زغال سنگ ماده‌ای است سخت سیاه و سنگ مانند که از کربن هیدروژن اکسیژن هیدروژن و مقداری گوگرد تشکیل شده است امروزه مادهٔ اصلی سازندهٔ زغال سنگ یعنی پیت در بسیاری از کشورهای دنیا یافت می‌شود و حتی به عنوان منبع انرژی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

نفت

نفت یکی دیگر از سوخت‌های فسیلی است که آن هم بیش از سیصد میلیون سال پیش شکل گرفته بعضی دانشمندان معتقدند که منشا نفت موجودات آبزی هستند که هر کدام به اندازهٔ نوک یک سوزن هستند و آن‌ها می‌توانند درست شبیه گیاهان عمل کنند یعنی نور خورشید را به انرژی ذخیره شده در خودشان تبدیل نمایند این موجودات ریز بعد از مرگ به کف دریا سقوط می‌کنند و کم‌کم در زیر لایه‌های رسوبی و صخره‌ها مدفون می‌شوند و سنگ‌ها و صخره‌ها به این موجودات ریز فشار می‌آورند و انرژی موجود در بدن آن‌ها نمی‌تواند تخلیه شود و کربن به مرور زمان تحت گرما و فشار شدید تیدیل به نفت می‌شود.

گاز طبیعی

گاز طبیعی از هوا سبک تر است و به طور عمده از گازی به نام متان ساخته شده متان ترکیب شیمیایی ساده‌ای است که از اتم‌های کربن و هیدروژن ساخته شده و فرمول شیمیایی آن ch_۴ است یک اتم کربن به همراه ۴ اتم هیدروژن است این گاز شدیداً قابل اشتعال است گاز طبیعی اغلب در نزدیکی منابع زیر زمینی نفت پیدا می‌شود و از زیر زمین به بالا پمپ شده از طریق لوله‌هایی به مخازن گاز منتقل می‌شود گاز طبیعی معمولاً بویی ندارد و قابل دیدن نیست ولی قبل از انتقال آن در لوله‌های گاز آن را با مواد شیمیایی که بوی تندی دارد بویی شبیه تخم مرغ فاسد شده مخلوط می‌کنند تا تشخیص نشتی آن ساده‌تر شود.

آینده انرژی‌های فسیلی

نحوه تامین انرژی یکی از دغدغه‌های جهان امروز شده است چه کشورهای که تامین کننده مواد خام انرژی هستند و چه آنهای که با فناوری خود آن را قابل استفاده می‌کنند بسیاری از مردم تمایل دارند بدانند که تا ۲۰۴۰ جهان در مسیر استفاده از انرژی‌های سبز و قابل بازیابی مثل انرژی باد و خورشید حرکت خواهیم کرد یا خیر، سازمان چشم انداز بین‌المللی انرژی به این گونه فکر می‌کند که این تا سال ۲۰۴۰ جهان بیشتر از سوخت فسیلی مثل زغال سنگ و نفت استفاده می‌کند و مصرف انرژی جهانی به شدت افزایش خواهد یافت و درخواست تقاضای انرژی‌های جهانی درکشورهای در حال توسعه بخصوص اسیا افزایش پیدا می‌کند و چین که به تازگی جایگاه بالاترین مصرف انرژی جهان را دارد که این عنوان قبل از این دراختیار کشور آمریکا بود دارای بیشترین سهم در رشد مصرف جهانی در سی سال آینده خواهد بود از مشکلاتی که در اینده گریبان کشورهای توسعه یافته را خواهد گرفت رشد بی‌رویه انتشار کربن در سال ۲۰۴۰ خواهد بود و این عمل باعث می‌شود تغییرات و فشارهای جدید در ژئوپلتیک به وجود آید همچنین این تغییر به پیشرفت فناوری‌های مربوط به انرژی هم منجر می‌شود که در صورتی که کشورهای تولید کننده انرژی به این فناوری‌ها دسترسی پیدا نکنند ضرر بزرگی در بازار انرژی در سال ۲۰۴۰ خواهند خورد از جمله این کشورها می‌توان روسیه را مثال زد که بشدت به درآمدهای حاصل از نفت و گاز خود وابسته است

 

انرژی الکترو مغناطیسی در آذرخش.

انرژی ( از واژه یونانی ἐνεργός به معنی فعالیت ) یا کارمایه، در فیزیک و دیگر علوم، یک کمیت بنیادین فیزیکی است. انرژی کمیتی است که برای توصیف وضعیت یک ذره، شیئ یاسامانه به آن نسبت داده می شود. در کتاب‌های درسی فیزیک انرژی را به صورت توانایی انجام کار تعریف می‌کنند.ِِِ تا به امروز گونه‌های متفاوتی از انرژی شناخته شده که با توجه به نحوهٔ آزادسازی و تأثیر گذاری به دسته‌های متفاوتی طبقه‌بندی می‌شوند از آن جمله می‌توانانرژی جنبشی، انرژی پتانسیل، انرژی گرمایی، انرژی الکترومغناطیسی، انرژی شیمیایی والگو:انرژی الکتریکی و انرژی هسته‌ای را نام برد. در علم فیزیک انرژی را به دو بخش تفسیم می کنند:
۱- اکسرژی (بخش مفید انرژی)
۲-انرژی ( بخش غیر مفید انرژی ( انرژی در واقع به نوعی از انرژی تبدیل می شود که در آن شرایط برای ما مفید نمی‌باشد )).

عامل، حامل و منبع همه گونه انرژی هایی که بشر از آن استفاده میکند (انرژی مواد فسیل، انرژی آبی و غیره) خورشید است، بجز انرژی هسته ای.

طبق نظریهٔ نسبیت مجموع"جرم و انرژی" پایدار و تغییر ناپذیر است (و آن را قانون پایستگی انرژی می نامند)؛ بدین معنا که انرژی از شکلی به شکل دیگر و یا به جرم تبدیل شود ولی هرگز تولید یا نابود نمی‌شود. بر طبق تئوری نور بقای جرم و انرژی پیامدی از این اصل است که قوانین فیزیکی در طول زمان بدون تغییر باقی می‌مانند. انرژی هر جسم (طبق نسبیت خاص) جنبش ذرات بنیادی آن جسم است و مقدار آن از معادلهٔ معروف آلبرت اینشتین بدست میآید:  (باید توجه کرد که این معادله تنها انرژی موجود ذرات را بدست می‌دهد و نه دیگر گونه‌های انرژی (مانند جنبشی یا پتانسیل).

 

انرژی خورشیدی (حاصل جوشش هسته‌ای اتمهای هیدروژن.

تاریخچه

اصل بقای انرژی در حدود ۱۸۵۰ پایه گذاری شد. منشاء این اصل همانگونه که در مکانیک بکار می‌رود توسط کار گالیله و اسحاق نیوتن فهمانیده شد. در واقع هنگامیکه کار بعنوان حاصلضرب نیرو و تغییر مکان تعریف می‌شود، این تعریف تقریباً بطور خود کار از قانون دوم حرکت نیوتن تبعیت می‌کند. چنین مفهومی تا سال ۱۸۲۶ یعنی زمانیکه ریاضی دان معروف فرانسوی معرفی شد، وجود نداشت. لغت نیرو (از نظر لاتین) نه تنها از نقطه نظر مفهوم آن توسط نیوتن در قوانین حرکتش توصیف شد، بلکه در کمیت‌هایی که اکنون بعنوان کار و انرژی سینتیک (جنبشی)و پتانسیل (نهفته) تعریف می‌شوند بکار می‌روند. این ابهام برای مدت زمانی توسعه هر اصل کلی را در مکانیک در ورای قوانین حرکت نیوتنی مسدود نموده بود.

انرژی جنبشی

هریک از کمیت‌های  در معادلات بالا یک انرژی جنبشی  است، اصطلاحی که بوسیله لرد کلوین در ۱۸۵۹ معرفی شد

معادله مبین این نکته است که کار انجام شده برروی جسم در شتاب دادن آن از یک سرعت اولیه به سرعت نهائی معادل تغییر در انرژی جنبشی جسم می‌باشد. بر عکس چنانچه یک جسم متحرک توسط عمل یک نیروی مقاوم کند شود، کار انجام شده بوسیله جسم معادل تغییرش در انرژی جنبشی خواهد بود . در سیستم استاندارد بین‌المللی واحدها که جرم به کیلوگرم و سرعت به متر بر ثانیه است، انرژی جنبشی دارای واحد گیلوگرم در مجذور ثانیه می‌باشد از آنجائیکه کیلوگرم، متر در مجذور ثانیه به واحد نیوتن بیان می‌شود، انرژی جنبشی به نیوتن متر یا ژول بیان می‌گردد که همان واحد کار خواهد بود .

در سیستم استاندارد بین‌المللی واحدها که جرم به کیلوگرم و سرعت به متر بر ثانیه است، انرژی جنبشی دارای واحد گیلوگرم در مجذور ثانیه بر مجذور ثانیه می‌باشد از آنجائکه کیلوگرم متر بر مجذور ثانیه به واحد نیوتن بیان می‌شود، انرژی جنبشی به نیوتن متر یا ژول بیان می‌گردد که همان واحد کار خواهد بود . در دستگاه مهندسی انگلیسی، انرژی جنبشی به  بیان می‌شود . بنابراین واحد انرژی جنبشی در این دستگاه عبارت خواهد بود از

در اینجا برای هماهنگی ابعاد، قراردادن ثابت بعدی  ضروری است. ^{[چه کسی؟]}== انرژِی پتانسیل == مفهوم انرژی پتانسیل میدان الکتریکی :توانایی انجام کار به خاطر داشتن موقعیت در میدان نیروی پایستار را انرژی پتانسیل الکتریکی گویند.(یعنی انرزی فقط مربوط به جسم نیست بلکه متناسب با جسم و موقعیت آن است).

مفهوم انرژی پتانسیل گرانشی :توانایی انجام کار به خاطر داشتن موقعیت در میدان نیروی گرانش ( نیروی گرانش پایستار است، یعنی به مسیر ربط ندارد بلکه به مکان اولیه و ثانویه مربوط است) را انرژی پتانسیل گرانشی گویند

چنانچه جسمی با جرم معینی از یک ارتفاع اولیه  به ارتفاع نهائی  بالا رود، نیروئی حداقل معادل وزنش در جهت بالا باید بر آن اعمال شود

در این معادله شتاب ثقل از محلی به محل دیگر متفاوت است .حداقل کار لازم برای بالا بردن جسم، حاصلضرب این نیرو و تغییر ارتفاع خواهد بود

 : معادله(۲)

از معادله بالا مشاهده می نمائیم که کار انجام شده بر روی جسم برای بالا بردن آن معادل تغییر در انرژی پتانیسل () است. بر عکس، چنانچه جسمی در برابر یک نیروی مقاوم معادل وزنش پایین آورده شود، کار انجام شده بوسیله جسم برابر تغییر در انرژی پتانسیل می‌باشد . معادله (۱) شکل مشابهی با معادله (۲) دارد و هر دو مبین این واقعیت هستند که کار انجام شده معادل تغییر در کمیتی است که شرایط جسم را در ارتباط با محیطش توصیف می نمایید . در هر دو حالت کار انجام شده را می‌توان به وسیله معکوس نمودن فرایند و بازگرداندن جسم به شرایط اولیه اش بازیابی نمود .این مشاهده طبیعتاً به این تصور منتهی می‌شود که چنانچه کار اعمال شده بر روی جسم در شتاب دادن آن و یا در بالا بردن آن را بتوان بازیابی نمود، پس این جسم به وسیله خاصیتی چون سرعتش و یا ارتفاعش باید دارای استعداد و یا ظرفیت انجام این کار باشد این فرضیه در مکانیک جسم جامد آنچنان به خوبی ثابت شده است که ظرفیت یک جسم برای انجام کار نام انرژی به دادن اختصاص یافته است، نامی که از لغت یونانی اقتباس شده و به معنی انجام کار است و بنابراین کار شتاب دهده یک جسم باعث تغییر در انرژی جنبشی آن می‌شود

و کار انجام یافته بر روی یک جسم برای بالا آن باعث تغییر در انرژی پتانسیل آن می‌شود، و یا

بنابراین انرژی پتانسیل چنین تعریف می‌شود : 

در سیستم استاندارد بین‌المللی واحدها، که جرم به کیلوگرم، ارتفاع به متر و شناب ثقل به متر بر مجذور ثانیه است، انرژی پتانسیل دارای واحد کیلوگرم-مجذور متر بر مجذور ثانیه است. این همان نیوتن متر و یا ژول که واحد کار است می‌باشد.

در دستگاه مهندسی انگلیسی، واحد انرژی پتانسیل فوت در پوند نیرو خواهد بود

این بار نیز ثابت بعدی  برای هماهنگی ابعاد اضافه می‌شود .

اصل پایستگی جرم و انرژی

در هر یک از آزمایش‌ها فرایندهای فیزیکی، تلاش برای یافتن یا تعریف کردن کمیت هایی است که بدون توجه به تغییرات رخ داده شده، ثابت باقی بمانند . یک چنین کمیتی که قبلاً در توسعه مکانیک شناخته شده است، جرم می‌باشد . استفاده مهم قانون بقای جرم بعنوان یک اصل کلی در علم پیشنهاد می نماید که اصول بیشتر بقاء می باید دارای مقدار قابل مقایسه‌ای باشد. بنابراین توسعه مفهوم انرژی بطور منطقی منتهی به اصل بقایش در فرایندهای مکانیکی شد . در صورتیکه به جسمی در هنگام بالا رفتن انرژی داده شود، پس از آن این جسم می باید این انرژی را در خود نگهدارد تا کاری را که قادر است انجام دهد . جسمی که صعود نموده و مجاز به سقوط آزاد است، آنقدر انرژی جنبشی کسب می نماید که بهمان اندازه انرژی پتانسیل از دست می‌دهد بطوریکه ظرفیت آن برای انجام کار بدون تغییر باقی می ماند . برای یک جسم در حال سقوط آزاد، می‌توان نوشت :

اعتبار این معادله بوسیله تجربیات بی شماری تائید شده است . موفقیت در کاربرد آن برای اجسام در حال سقوط آزاد منتهی به تعمیم اصل بقای انرژی برای استفاده در همه فرایندهای مکانیکی خالص شده است . شواهد تجربی فراوانی تاکنون برای تایید این تعمیم حاصل گردیده است.

اشکال دیگری از انرژی مکانیکی علاوه بر انرزی جنبشی و پتانسیل جاذبه‌ای امکانپذیر است . واضح‌ترین آن انرژی پتانسیل آرایش ساختمانی است. هنگامیکه فنری فشرده شود، کار توسط یک نیروی خارجی صورت می‌گیرد . از آنجائیکه فنر بعداً می‌تواند این کار را علیه یک نیروی مقاوم خارجی انجام دهد، پس فنر دارای ظرفیت انجام کار است . این انرژی پتانسیل آرایش ساختمانی است . انرژی شکل مشابهی در یک نوار لاستیکی کشیده شده و یا در یک میله کج شده در ناحیه الاستیکی موجود است .

برای افزایش عمومیت اصل بقای انرژی در مکانیک، ما به کار بالاخص بعنوان شکلی از انرژی می نگریم . این بطور وضوح مجاز است زیرا تغییرات انرژی جنبشی و پتانسیل معادل کار انجام گرفته در تولید آنهاست (معادلات ۱ و ۲) . در هر حال کار انرژی در انتقال است و هرگز در یک جسم باقی نمی‌ماند . هنگامیکه کاری انجام گیرد لکن همزمان جای دیگری کار ظاهر نشود، بشکل دیگری از انرژی تبدیل می‌شود .

جسم یا مجتمعی که توجه بر روی آن متمرکز می‌شود دستگاه (system) نامند . به هر چیز دیگری محیط (surrounding) اطلاق می‌گردد. زمانیکه کاری صورت می‌گیرد، این کار بوسیله محیط بر روی دستگاه و یا بالعکس انجام می‌شود و انرژی از محیط به دستگاه و یا بالعکس انتقال می‌یابد فقط در خلال این انتقال است که شکلی از انرژی بعنوان کار موجود می‌باشد . بر عکس، انرزی جنبشی و پتانسیل در جسم ذخیره می‌شود . مقادیرشان به هر حال در مقایسه با محیط اندازه گیری می‌شود . بعنوان مثال انرژی جنبشی تابعی از سرعت نسبت به محیط است و انرژی پتانسیل تابعی از ارتفاع نسبت به یک سطح مقایسه می‌باشد . تغییرات در انرژی جنبشی و پتانسیل تابعی از این شرایط مقایسه نیست مشروط بر آنکه آنها ثابت باشند . که از ان در جهاناستفاده می شود

انرژی الکتریکی

چنانچه جریان الکتریکی از یک مقاومت عبور کند، انرژی الکنریکی به گرما تبدیل میشود. اگر جریان از یک وسیله برقی عبور کند، مقداری از انرژی الکتریکی به انواع دیگر انرژی تبدیل میگردد (و مقداری از آن همواره با تبدیل شدن به گرما هدر میرود). مقدار انرژی یک حریان الکتریکی به روشهای مخنلف قابل بیان است

در فرمول فوق U اختلاف پتانسیل الکتریکی بر حسب ولت I جریان الکتریکی بر حسب آمپ T زمان بر حسب ساعت R مقاومت الکتریکی بر حسباهم E انرژی الکتریکی بر حسب وات ساعت P توان الکتریکی بر حسب وات

اصل حفاظت از انرژی در معماری

هر ساختمان باید به گونه ای طراحی و ساخته شود که نیاز آن به سوخت فسیلی به حداقل ممکن برسد . ضرورت پذیرفتن این اصل در عصرهای گذشته بدون هیچ شک و تردیدی با توجه به نحوه ساخت و سازها غیر قابل انکار می باشد و شاید تنها به سبب تنوع بسیار زیاد مصالح و فناوری های جدید در دوران معاصر چنین اصلی در ساختمان ها به دست فراموشی سپرده شده است و این بار با استفاده از مصالح گوناگون ویا با ترکیب های مختلفی از آنها، ساختمان ها، محیط را با توجه به نیاز های کاربران تغییر میدهند . اشاره به نظریه مجتمع زیستی نیز خالی از لطف نمی‌باشد، که از فراهم آوردن سر پناهی برای درامان ماندن در برابر سرما و یا ایجاد فضایی خنک برای سکونت افراد سرچشمه می گیرد ، به این دلیل و همچنین وجود عوامل دیگر مردمان ساختمانهای خود را به خاطر مزایای متقابل فراوان در کنار یکدیگر بنا می کردند . ساختمان هایی که در تعامل با اقلیم محلی و در تلاش برای کاهش وابستگی به سوخت فسیلی ساخته می شوند ، نسبت به آپارتمانهای عادی امروزی ، حامل تجربیاتی منفرد و مجزا بوده و در نتیجه ، به عنوان تلاشهای نیمه کاره برای خلـق مــعـــماری سبــز مطــرح می شوند. بسیاری از این تجربیات نیز بیشتر حاصل کار و تلاش انفرادی بوده؛ و بنابراین روشن است به عنوان اصلی پایدار در طراحی ها و ساخت و سازهای جامعه امروز لحاظ نمی‌گردد

دما پا:

اين وسيله كه وظيفه تنظيم دما در وسايل برقي را بعهده دارد بر اساس قانون انبساط و انقباض كار ميكند. اساس كار دماپا تفاوت در ميزان انبساط دو فلز است.

دماپا(ترموستات) معمولاً از دو تيغه هم اندازه از دو فلز غيرهمجنس (غالباً آهن و مس) ساخته مي شود كه محكم به هم پرچ شده اند.

دانستنیهای علمی

از آنجا كه ميزان انبساط فلز مس بر اثر گرما از آهن بيشتر است ،

هنگامي كه دماي وسيله برقي از حد معمول بيشتر شود ورقه مسي بيشتر منبسط شده

بطرف آهن خم مي شود و جريان برق را قطع مي كند.

از دماپا در سماور، اتو، جارو، آبگرمكن، منقل و ... برقي استفاده مي شود

از اين وسيله در زنگ اعلام حريق هم استفاده مي شود بدين طريق كه گرماي ناشي از آتش سوزي سبب انبساط بيشتر و خميده شدن ورقه مسي و در نتيجه وصل جريان برق و به صدا در آمدن زنگ خطر مي شود.

انرژي جنبشي:

انرژي كه جسم به علت حركت خود دارد، انرژي جنبشي گفته مي شود.
باد، آب جاري، اتومبيل در حال حركت، پرنده ي در حال پرواز و ... داراي انرژي جنبشي هستند.

عوامل موثر بر انرژي جنبشي:

الف) جرم جسم(m)

يكاي اندازه گيري : كيلو گرم(kg) 
هرچه جرم جسم متحرك بيشتر باشد، انرژي جنبشي آن نيز بيشتر است.

ب) مجذور سرعت v ²

يكاي اندازه گيري:  (متر بر ثانيه)
هرچه جسم با سرعت بيشتري حركت كند، انرژي جنبشي آن بيشتر خواهد بود.

انرژي جنبشي (k) را به روش زير مي توان محاسبه كرد:

مثال: شخصي به جرم 50 كيلو گرم با سرعت 2 متر بر ثانيه در حال حركت است . انرژي جنبشي اين شخص را محاسبه كنيد.

نكته: انرژي از هر صورتي كه باشد ممكن است از نوع جنبشي يا پتانسيل باشد.
انرژي گرمايي ، نوراني، الكتريكي از نوع جنبشي و انرژي شيميايي و هسته اي از نوع پتانسيل هستند.
انرژي مكانيكي هم به شكل انرژي جنبشي و هم به شكل انرژي ذخيره شده(پتانسيل ) مي تواند باشد.

 

گلوله در نقطه 1 داراي انرژي پتانسيل مكانيكي است. زيرا گلوله از سطح زمين ارتفاع دارد.
گلوله در نقطه 3 داراي انرژي مكانيكي جنبشي است . زيرا گلوله در حال حركت است.

 

 

برای بزرگنمایی کلید های ctrl و + را از روی صفحه کلید همزمان چندین بار فشار دهید 

تئوری آزمایش

یک نوار چسب پلاستیکی معمولی می‌تواند بار منفی (الکترون) بگیرد یا از دست بدهد ( با چسباندن آن به یک سطح و کندن آن ). با آویزان کردن تکه‌های نوار چسب از نی می‌توان یک الکتروسکوپ ساخت. الکتروسکوپ وسیله ایست برای مشخص کردن نوع بار الکتریکی. یک شانه پلاستیکی به شما نشان خواهد داد که تکه‌های چسب دارای بار مثبت هستند یا منفی. تولید بار بر اثر مالش را می‌توان چنین توجیه کرد که تعدادی از الکترونها بر اثر مالش از یک ماده به ماده دیگر انتقال می‌یابند. توجه کنید که الکترونها جابجا می‌شوند و هسته در جای خود باقی می‌ماند. در عایق تمامی الکترونها محکم به اتمهای خود مقیدند، دررسانا بعضی االکترونها می‌توانند آزادانه از یک اتم به اتم دیگر بروند. عایق را میتوان با مالش باردار کرد، زیرا بار تولید شده نمی‌تواند از محلی که تولید شده است دور شود، یعنی بار الکتریکی ساکن است. 

وسایل مورد نیاز

4 نی پلاستیکی (با سر قابل انعطاف) ، 2 قوطی فیلم ، مقداری خمیر برای محکم کردن نی‌ها درون قوطی ، چسب نواری پلاستیکی ، شانه پلاستیکی. 

• توجه: بوسیله خمیر نی‌ها را محکم کرده و سر نی‌ها را افقی قرار می‌دهیم .

شرح آزمایش

2 تکه 10 سانتیمتری از چسب نواری جدا می‌کنیم، هر تکه چسب را روی یک سطح صاف می‌چسبانیم (انتهای هر تکه را به عنوان دست گیره آزاد می گذاریم). تکه‌ها را به سرعت از سطح جدا کرده و هر یک را به بازویی از دو نی (که در 2 قوطی جدا هستند) می‌چسبانیم، قوطیها را طوری جابجا می‌کنیم که تکه‌های چسب روبروی هم و به فاصله 15 سانتیمتر از یک دیگر قرار گیرند. قوطیها را به هم نزدیک می‌کنیم و مشاهده می‌کنیم که تکه‌های چسب یکدیگر را دفع می‌کنند. 2 تکه دیگر از چسب جدا می‌کنیم و یکی را به دیگری می‌چسبانیم (سمت چسبنده ی یکی را به پشت دیگری می‌چسبانیم، انتهای هر تکه را به عنوان دستگیره آزاد می‌گذاریم).

تکه‌ها را به سرعت از هم جدا می‌کنیم و به بازوهای باقیمانده نی‌ها می‌چسبانیم، بعد از نزدیک کردن قوطیها به یکدیگر مشاهده می‌کنیم که این بار نوارها یکدیگر را جذب می‌کنند. شانه را به موهای سر یا یک پارچه پشمی می‌کشیم. با نزدیک کردن شانه به تکه‌های چسب مشاهده می‌کنیم که شانه تکه‌ای را که پشت آن در وسط قرار داشت را دفع کرده و نوار دیگر را جذب می‌کند و اگر شانه را به چسبهای جدا شده از سطح نزدیک کنیم ، هر دو را جذب یا دفع می‌کند (بسته به جنس سطح). 

نتایج آزمایش

وقتی تکه‌های چسب را از سطح جدا می‌کنیم، کشمکشی بین بارهای الکتریکی هر تکه چسب و سطح در می‌گیرد. چسب بار منفی را از سطح جدا می‌کند یا بخشی از بارهای خود را روی سطح بر جای می‌گذارد (بسته به جنس سطح). در هر دو حالت بار 2 تکه همنام خواهد بود. از آنجایی که بارهای همنام یکدیگر را دفع می‌کنند تکه‌های چسب از هم دور می‌شوند. در حالتی که دو تکه به هم چسبیده شده بودند ، در هنگام جدا کردن یکی از تکه‌ها بار منفی را از دیگری می‌رباید و دارای بار منفی اضافی می‌شود و تکه دیگر بار مثبت خواهد داشت.

از آنجا که بارهای ناهمنام یکدیگر را جذب می‌کنند 2 تکه به یکدیگر نزدیک می‌شوند. با کشیدن شانه به موی سر ، شانه دارای بار منفی می‌شود، در نتیجه تکه دفع شده از شانه دارای بار منفی است و تکه جذب شده بی بار یا دارای بار مثبت است. شاید متوجه شده باشید که دست شما هر 2 بار را جذب می‌کند، در حالت عادی بدن انسان بی بار است مگر آنکه بار دارش کنیم، مثلا با راه رفتن روی فرش. جسم بی بار اجسام بار دار را جذب می‌کند، وقتی دست خود را نزدیک تکه چسب با بار مثبت می‌گیرید تکه چسب الکترونهای بدن شما را جذب می‌کند و بدست شما نزدیک می‌شود. 

کاربرد

الکتریسیته ساکن در نیروگاههای زغال سوز برای جلوگیری از ورود گرد و خاک و خاکستر به داخل جو ، در رنگ افشانه‌ها و در دستگاههای ماشینهای زیراکس ادارات بکار می‌رود. 

نخستین کسی که به وجود co2 پی بردشخصی به نام ون هلمونت بود.او هنگام سوزاندن زغال چوب در حفظه ای دربسته متوجه شد که جرم خاکستر بدست آمده کم تر از جرم زغال چوب اولیه است.او به زبان ساده توضیح داد که مقداری زغال از چوب در اثر سوختن به جسمی نامریی یا گاز تبدیل شده است.                  

 کربن دی اکسید گازی بی رنگ با بوی کمی تند است .مولکول های بزرگ وسنگین کربن دی اکسید آهسته تر از مولکولهای سبک وکوچکتری همچون اکسیژن یا هیدروژن حرکت میکند.چگالی کربن دی اکسید 5/1برابر چگالی هواست.این ماده در دمای پایین تر از 78- درجه متراکم شدهو به جسم سفید رنگ جامدی به نام یخ خشک تبدیل می شود.

  کربن دی اکسید موجود در هوا کره به عنوان سپر گرمایی زمین عمل می کند و با اثر گلخانه ای مانع از سرد شدن زمین می شود.کربن دی اکسید به صورت تجاری از چهار منبع بدست می آید.

1چاههای گاز،2 تخمیر،3 سوختن سوختهای کربنی،4 فراورده های جانبی فرایند های شیمیایی.

  یخ خشک چیست؟

یخ خشک (Dry ice) نام تجاری جیرنرایزد (genericized) و شکل جامد دی اکسید كربن است که بیشترین کاربرد آن به دلیل خاصیت سرمازایی زیاد آن است.این ماده غیر سمی و عیر خورنده است.در دمای7/78- درجه تصعید میشود و هر کیلوگرم آن kj  1/573گرما را جذب می کند

روش ساختن یخ خشک

برای ساختن یخ خشک لازم نیست وسایل سرمایش قوی داشته باشیم. تنها کافی است دی اکسید کربن (با فشار بالا) داشته باشیم. مثلا اگر کپسولی از CO2 با فشاری در حدود حد اقل 75 بار و دمای حدود 31 درجه سانتیگراد داشته باشید, چنانچه آنرا برعکس کنید طوری که شیر خروجی آن در پایین قرار گیرد و سپس شیر را باز کنید, CO2 به صورت یخ خشک از آن خارج می شود. علت این پدیده فرآیند اختناق یا خفگی است که در آن چنانچه فشار سیالی به صورت ناگهانی کم شود دمای سیال نیز کم می شود (البته بسته به مقدار ضریبی به نام ضریب ژول-تامسون). از همین پدیده در یخچال برای خنک کردن گاز سرد کننده استفاده می شود.

مزیت های یخ خشک به یخ معمولی 

 1 - به دلیل تصعید شدن (تبدیل مستقیم از جامد به گاز) هیچ مایعی باقی نمی گذارد

2 - چیزی را تر و خیس نمی کند

3 - مزه غذا را تغییر نمی دهد

4 - هزینه تعمیرات و نگهداری را کاهش می دهد

5 - با وزن مساوی سرمایی بیش از حد ایجاد می کند

6 - دانسیته و چگالیش به مراتب بالا تر از یخ معمولی می باشد در نتیجه حمل و نقلش به مراتب آسانتراست

 كاربردهای یخ خشك چیست؟

 1- از بین برندن فرو رفتگی ها و آسیب های ناشی از تگرگ:

یخ خشک فلزها را منقبض کرده،فرورفتگی های کوچک روی خودرو هارا ترمیم میکند.گاه فرورفتگی کاملا بیرون میپرد .در بیشتر مواقع اگر چه که سطح، مانند حالت اولیه ی خود صاف نمی شود اما فرو رفتگی به طور چشم گیر کاهش می یابد.

 2-  برداشتن کاشی های کف:

یخ خشک کاشی کف را با انجماد وانقباض آرام، سست کرده، باعث جدا شدن آن می شود.دمای پایین یخ خشک موجب از بین رفتن پیوندها می شود.اگر آن را در مرکز کاشی بگذاریم پس از چند لحظه کاشی بلند میشود اگر این اتفاق نیفتاد میتوانیم به وسیله ی یک چکش به آن ضربه وارد کنیم،خواهیم دید که کاشی به راحتی برداشته میشود

 3-  نابود کننده ی جوندگان:

یخ خشک از هوا سنگین تر است به همین خاطر به راحتی به لانه ی جوندگان راه پیدا میکند.کافیست در هر لانه تکه ای یخ خشک قرار دهیم و رو آن را با خاک بپوشانیم.

 4-  داغ زدن:

یخ خشک همراه الکل فراسرد شده برای داغ زدن اسب ها،حیوانات اهلی و سگ های شکاری استفاده می شود الکل باید خلوص 90% داشته باشد یعنی از الکل صنعتی استفاده نشود.

 5-  پزشکی:

پزشکان برای منجمد کردن پوست،جهت از بین بردن زگیل ها از یخ خشک یا نیتروژن مایع استفاده می کنند.برخی از مراکز پزشکی نمونه های پزشکی را برای آزمایش ها یا پژوهش های بیشتر در یخ خشک به جاهای دیگر می فرستند.همچنین برلی جلوگیری از جابجایی استخوان در هنگام  حمل ونقل،با استفاده ازیخ خشک آن را منجمد می کنند.

 7-  کُند کردن واكنش های شیمیایی:

دمای پایین یخ خشک باعث کند شدن یا متوقف شدن برخی از واکنش های شیمیایی می شود. یخ خشک برای نگهداری و حمل ونقل چسب های مخصوص مورد استفاده قرار می گیرد .هم چنین یخ خشک به عنوان عاملی خنثی کننده در برابر برخی قلیاها مناسب است.

 8-  بی اثر کننده ی محیط:

یخ خشک در یک ظرف جایگزین اکسیژن داخل ظرف می شود و موجب پیشگیری از آتش سوزی می شود.همچنین از یخ خشک برای جابجایی بدون خطر تانکرهای گاز زیرزمینی استفاده میشود .برای کم کردن واکنش پذیری استیلن در حمل ونقل می توان از یخ خشک به عنوان گاز بی اثر درکپسول های جوشکاری  استفاده کرد چون بسبت به گازهای نجیب دیگر مانند هلیم وآرگون ارزان تراست.

 9-  دور كردن پشه ها

به نظر میرسد که کربن دی اکسید می تواند پشه ها را ازانسان دورکند.نظریه ای که دراین زمینه وجود دارد این است که پشه ها انسانها وجانوران را از روی کربن دی اکسیدی که با تنفس در اطراف خود پس می دهند پیدامی کنند.بدین ترتیب پشه ها به سوی یخ خشک جذب می شوند و می توان آنهارا به دام انداخت.

 10-  صنعت نفت:

از یخ خشک در حوزه های نفتی برای تمیز کدرنته تانکرها استفاده می شود.هنگامی که پارافین و لجن در این تانکرها جمع میشود ماده ای شی میایی برای به هم زدن ته تانکر به کار می رود.این کار موجب جدا شدن مایع و جدا کردن آب از نفت در ترکیب های پارافین میشود تا ان که آب جدا شده،نفت جمع آوری میشود.هم چنین از کربن دی اکسید مایع جهت شکافتدادن وافزایش جریان نفت در چاه استفاده می شود.

11- بارور كردن ابرها :

 پاشانیدن مواد سرما زا مانند انیدریدکربنیک جامد (یخ خشک) یکی از طرق باروری ابرها است

12- استفاده در كپسولهای آتش نشانی :

چون از آب سبک تره معمولا تو کپسولای آتش نشانی ازش استفاده میکنن تا بتونن مواد نفتی رو باهاش خاموش کنن ولی استفاده اصلیش به عنوان سرد کننده ست.

13- تولید دود، مه و بخار و حالت معنوی یا رویا:

می توان با افزودن یخ خشک به آب داغ یا بخار آب، مه غلیظی تولید کرد. دی اکسید کربن بخار می شود و تولید مه می کند و سرمایش سریع هوای اطراف، بخار آب محیط را میعان کرده و بر غلظت مه می افزاید. مه و دود تولید شده از یخ خشک روی زمین ته نشین می شود. هم چنین دمای آب، مشخصات مه را تحت تأثیر قرار می دهد. آب داغ یا بخار، کربن دی اکسید را سریع بخار می کند و باعث تولید مه بیشتر می شود. اگر آب داغ یا بخار تازه اضافه نشود آب باقی مانده خیلی سریع سرد می گردد

وسایلی که تولید دود، مه یا بخار می کنند می توانند در تولید جلوه های ویژه هیجان انگیزی به کار روند. آیا تاکنون فکر کرده اید که این دود چگونه تولید می شود؟ آیا تاکنون خواسته اید خودتان این جلوه های ویژه را خلق کنید؟ به یاد داشته باشید "دانش اندک می تواند خطرناک باشد." اگر وسایل و ترکیبات شیمیایی را به درستی برای تولید دود و مه به کار نبرید ممکن است در معرض خطراتی مثل سمیّت مواد شیمیایی، سوختگی، خفگی و حتی آتش سوزی قرار بگیرید. در این جا راه هایی که در تولید دود و بخار به کار می رود آورده شده است، اما به شما توصیه نمی کنیم که خودتان برای تولید دود اقدام کنید.

14-دستگاه جرم گیر و رسوب زدا :

این دستگاه از دانه های فشرده یخ خشک به قطر 3^mm ماشین آلات و سطوح مختلف را رسوب زدایی می کند .

15- سایر موارد استفاده :

استفاده در آزمایشگاهها و مراكز علمی- صنعت روغن  - ذخیره مواد غذایی - صنعت پخت نان - تهیه نوشابه - انتقال گیاهان - رشد گیاهان - عامل تولید فشار -انقباض فلزات جهت فیت شدن -چاه های آب

یادآوری 1: در صورتی كه یخ خشك در آب قرار گیرد به شدت تصعید می شود و حبابهای زیبایی ایجاد می شود

یادآوری 2 :  یخ خشک موجب سرمازدگی می شود بنابراین برای حمل آن باید از دستکش محافظ استفاده کرد. به علاوه استفاده از یخ خشک، کربن دی اکسید هوا را افزایش داده و ممکن است مشکلات تنفسی را در فضا های بسته ایجاد کند. 

عدد کوانتومی الکترون‌های مداری یک اتم، یا اتم‌ها در یک مولکول، بر حسب نوع، چرخش، ارتعاش یا اسپین، انرژی‌های مختلفی دارند. بر اساس نظریهٔ کوانتومی، مقدار انرژی چنین ذراتی کوانتیده‌است، یعنی تنها می‌تواند مقادیر معین و مشخصی داشته باشد. هر یک از چنین مقادیری برای فرم معین از انرژی به صورت ضریبی از یک کوانتوم هستند که مشخص کنندهٔ فرم انرژی مورد بررسی است. این ضریب عدد کوانتومی نامیده می‌شود.

مدل  کوانتومی اتم

در سال ۱۹۲۶ اروین شرودینگر فیزیکدان مشهور اتریشی بر مبنای رفتار دوگانهٔ الکترون و با تأکید بر رفتار موجی آن، مدلی برای اتم پیشنهاد داد. وی در این مدل به جای محدود کردن الکترون به یک مدار دایره‌ای شکل، از حضور الکترون در فضای سه بعدی به نام اوربیتال سخن به میان آورد. او پس از انجام محاسبه‌های بسیار پیچیدهٔ ریاضی نتیجه گرفت همان گونه که برای مشخص کردن مکان یک جسم در فضا به سه عدد (طول، عرض و ارتفاع) نیاز است، برای مشخص کردن هر یک از اوربیتال‌های یک اتم نیز به چنین داده‌هایی نیاز داریم. شرودینگر به این منظور از سه عدد l، n و m استفاده کرد که عددهای کوانتومی خوانده می‌شوند. n که عدد کوانتومی اصلی گفته می‌شود، همان عددی‌ست که بور برای مشخص کردن ترازهای انرژی در مدل خود بکار برده بود. در مدل کوانتومی به جای ترازهای انرژی از واژهٔ لایه‌های الکترونی استفاده می‌شود و n تراز انرژی آنها را معین می‌کند. n=۱ پایدارترین لایهٔ الکترونی را نشان می‌دهد و هرچه n بالاتر می‌رود، تراز انرژی لایهٔ الکترونی افزایش می‌یابد. پیرامون هستهٔ اتم حداکثر هفت لایهٔ الکترونی مشاهده شده است. مقادیر مجاز برای عدد کوانتومی اصلی n عددهای صحیح مثبت ۱، ۲، ۳ ... هستند. مشاهده‌ها نشان داده است که الکترون‌های موجود در یک لایهٔ الکترونی، گروه‌های کوچکتری نیز تشکیل می‌دهند. به هر یک از این گروه‌ها زیرلایه می‌گویند. n تعداد زیرلایه‌های هر لایهٔ الکترونی را مشخص می‌کند. برای مثال در لایهٔ الکترونی n=۲ دو زیرلایه وجود دارد. زیرلایه‌ها را با عدد کوانتومی اوربیتالی l مشخص می‌کنند. l می‌تواند عددهای صحیح ۰ تا n-۱ را در بر بگیرد. این مقادیر عددی را با حروف s (برای l=۰) یا p (برای l=۱) یا d (برای l=۲) یا f (برای l=۳) نشان می‌دهند. برای مثال در دومین لایهٔ الکترونی (n=۲) دو زیرلایهٔ s و p وجود دارند. افزون براین l شکل و تعداد اوربیتال‌ها راهم مشخص می‌کند. شکل اوربیتال‌های موجود در زیرلایهٔ s و p به ترتیب کروی و دمبلی است. سومین عدد کوانتومی که عدد کوانتومی مغناطیسی m گفته می‌شود، جهت گیری اوربیتال‌ها در فضا را مشخص می‌کند. m همهٔ عددهای صحیح بین ۱- تا ۱+ را در بر می‌گیرد. برای مثال اگر l=۱ باشد، برای m مقادیر ۱-، ۰ و ۱+ بدست می‌آید. در هر زیرلایه به تعداد ۲l+۱ اوربیتال وجود دارد

جهش یا موتاسیون یک تغییرِ ژنتیکیِ است که صفاتِ زیستی بعضی از افرادِ یک گونه را تغییر می‌دهد. به عبارتِ دقیق تر، جهش‌ها تغییراتی در توالیِ DNA هستند. جهش‌ها می‌توانند در هر ناحیه‌ای از DNA رخ دهند.

در هر یک از فعالیتهای سلولی نظیر فرایندهای همانندسازی، رونویسی، ترجمه، ترکیب مجدد یا نوترکیبی کروموزومها و بروز و ظهور اطلاعات ژنتیکی احتمال خطا و اشتباه وجود دارد.

در مواردِ نادر ممکن است تغییرِ خود بخودی در قسمتی از DNA رخ دهد. این تغییرکه جهش نامیده می‌شود، ممکن است تغییر در رمز ایجاد نموده و به تولیدِ یک پروتئین ناقص منجر شود. گاهی نتیجهٔ خالص به صورت ِ تغییری در ظاهرِ فرد و یا تغییری در یک شاخص قابلِ اندازه گیریِ موجود زنده، بنامِ ویژگییا صفت مشاهده می‌گردد. طی فرایند جهش، یک ژن ممکن است به دو یا چند شکلِ متفاوت به نامِ آللتغییر یابد.

انواع جهش

می‌توان جهش‌ها را بسته به این که چه تاثیری بر فنوتیپ موجود زنده وارد می‌کنند، به سه دسته تقسیم نمود:

1. جهش‌های مضر (detrimental): به جهش‌هایی گفته می‌شود که شایستگیِ فرد را کاهش می‌دهند. جهش‌های مضر غالباًاز جمعیت حذف می‌شوند زیرا انتخاب طبیعی علیهِ افرادِ واجدِ این گونه جهش‌ها عمل می‌کند.
2. جهش‌های خنثی (neutral): جهش‌های خنثی آنهایی هستند که تاثیراتِ فنوتیپیکِ آنها نه سودمند است و نه مضر و معمولاً توسطِ انتخابِ طبیعی تحت تاثیر قرار نمی‌گیرند و به عنوانِ نتیجهٔ یک شکافِ ژنتیکی ممکن است در جمعیت باقی بمانند یا از بین بروند.
3. جهش‌های مفید (benefical): جهش‌های سودمند آنهایی هستند که آلل‌های حاصله به دلیلِ اینکه سازگاری فردِ حاملِ جهش را افزایش می‌دهند، باقی می‌مانند. نهایتاً این جهش‌ها تمایل دارند که در جمعیت تثبیت شوند. طی فرایند تثبیت، یک آلل جایگزینِ آللِ دیگری می‌شود.

جهش‌های زیان آور و سودمند

بیشتر جهش‌ها از نظرِ ارزش بقاء زیان آور یا بی فایده‌اند، از آنجاییکه ما و دیگر موجوداتِ زنده فراوردهٔ انتخابِ طبیعی هستیم، مجموعهٔ ژن‌های موجودِ ما باید نزدیک به آن چیزی باشد که محیطی که ما و اجدادِ ما در آن زیسته‌ایم آن را بیشتر ایجاب می‌کرده‌است. علاوه بر این، مجموعهٔ کاملِ ژن‌های موجود در یک فرد، باید ترکیبِ متوازنی را بوجود آورده باشند. بنابراین اگر بسیاری از این ژن‌ها جهش پیدا کنند،احتمال اینکه توازنِ موجود برقرار بماند بسیار اندک خواهد بود. از این رو به ندرت، جهش‌ها باعثِ ایجادِ تغییرات مفید در ژن‌ها می‌شوند.

اما در موارد به نسبت نادری نیز این این جهش‌ها سودمند هستند. برخی از این جهش‌ها به جانوران دررقابت با دیگران برتری می‌دهند. در این گونه موارد، افرادی که دارای ژن‌های جهش یافته هستند باقی می‌مانند و افرادی که فاقد آنها هستنند از میان خواهند رفت. این فرایند هم علتِ تغییراتِ جزئی در درونِ یک گونهٔ معین و هم بسیاری از تغییراتِ عمده‌ای را که منجر به از بین رفتنِ کاملِ یک گونه می‌شود توضیح می‌دهد.

علت وقوع جهش

وقوعِ جهش، گوناگونیِ ژنتیکی را در جمعیت افزایش می‌دهد. جهشِ جدیدی که به سلول‌های جنسی (گامت‌ها) منتقل می‌گردد، به دلیلِ جانشین شدنِ آللی با آللِ دیگر، بلافاصله باعثِ بروزِ تغییراتی در مجموعِ آلل‌های (خزانهٔ ژنی) یک جمعیت می‌شود. در یک دورهٔ طولانی، جهش برای وقوعِ تطور زیستی(فرگشت) بسیار مهم است، زیرا جهش منبعِ اصلی تفاوت‌های ژنتیکی است که به عنوانِ مادهٔ خام برای انتخابِ طبیعی عمل می‌کند.

بیماری‌های ژنتیکی

بیماری‌های ژنتیکی در اثر وقوع انواع مختلف جهش‌ها (جهش‌های نقطه‌ای، حذف، تعویض، مضاعف شدن، جابجایی و معکوس شدن)، در ژن‌ها ایجاد می‌شوند. این جهش‌ها ممکن است در توالی‌های ساختاری ژن و یا توالی‌های تنظیمی روی دهند. جهش در توالی‌های ساختاری ممکن است باعث بیان پروتئینی شود که فعالیت زیستی آن کاهش یافته و یا از بین رفته‌است. برخی جهش‌ها در توالی‌های ساختاری باعث بیان پروتئین‌هایی می‌شوند که دارای فعالیت زیستی جدیدی هستند. این نوع جهش‌ها، جهش‌های نئومورف (نوریخت) نامیده می‌شوند. برای مثال، دربیماری هانتینگتون، جهش نئومورف در ژن کد کننده پروتئین هانتینگتین، منجر به بیان پروتئینی می‌شود که دارای خواص جدیدی است. این پروتئین‌های جهش یافته با اتصال به یکدیگر، توده‌های درون سلولی ایجاد می‌کنند که باعث بیماری هانتینگتون می‌شوند. در صورتیکه جهش در توالی‌های تنظیمی واقع شود، میزان بیان ژن تغییر کرده و در نتیجه ژن از میزان عادی بیشتر و یا کمتر بیان می‌شود. در برخی موارد تغییر در الگویمتیلاسیون توالی‌های تنظیمی، بر میزان بیان ژن تأثیر می‌گذارد. به جهشی که باعث افزایش بیان ژن می‌شود، جهش هیپرمورف و به جهشی که منجر به کاهش بیان ژن می‌شود، جهش هیپومورف، گفته می‌شود. برخی جهش‌ها در توالی‌های تنظیمی، به طور کلی مانع از بیان ژن می‌شوند. این جهش‌ها آمورف (بی‌شکل) نامیده می‌شوند.

نظریه ی دووریس

در اوایل قرن بیستم یک دانشمند هلندی به نام دووریس نظریه ی جهش را اائه داد. دووریس معقتد بود، صفاتی بطور ناگهانی در یك فرد ظاهر می شوند و این صفات قابل انتقال به نسل های بعدی نیز هستند. جاندارانی را كه در آن ها صفات جدید بوجود می آید در اصطلاح جهش یافته می نامند. صفات جدیدی كه در یك جهش بوجود می آیند اغلب مضر هستند و سبب نابودی جاندار می شوند، گاهی به ندرت در یك جهش صفات مفیدی هم ظاهر می شدند. جاندارانی كه در آن ها یك یا چند صفت مفید ظاهر می شود. نسبت به همنوعان خود سازگاری بیشتری با محیط پیدا می كنند و رفته رفته تعداد آن ها در محیط افزایش پیدا می كند.

چگونگی بروز جهش

می دانید كه صفات ارثی از طریق كروموزوم ها داخل هسته به ارث می رسند. مشاهد هی دقیق كروموزم ها هم نشان داده است كه ماده ی اصلی زنده ی آن ها، مولكول های DNA است كه در سلول های همه ی جانداران وجود دارد و امروزه آن ها را عوامل بوجود آورنده صفات مختلف در همه ی جانداران می شناسیم. پس اگر قرار باشد تغییر در صفات جانداران پدید آید. این تغییر (جهش) باید در ساختمان شDNA اثر بگذارد. DNA مولكولی بسیار با ثبات است و ساختمان كم تر دچار تغییر می شود عواملی كه سبب بروز تغییر در ساختمان چنین مولكولی می شوند، باید بسیار قوی باشند. مواد رادیو اكتیو بعضی از ماد شیمیایی و دارویی را از جمله ی این عوامل می دانند.

شواهد تغییر

وجود شباهت های فراوان در میان جانداران حاكی از وابسته بودن آن ها به همدیگر است. البته، شباهت میان جانداران یك گروه زیادتر از شباهت میان جانداران گروههای دور از هم است. بدیهی است كه ساختمان اندام های داخلی مانند دستگاههای تنفس، گردش خون، كلیدها و غیره هم در آن ها بسیار شبیه است و همگی فعالیت های حیاتی مانند تغذیه، تنفس ،و غیره را به یك شكل انجام میدهند. چنین شباهتی به ترتیب در میان افراد گروههای دیگر مهره داراین كمتر می شود. با این حال، میان این گروهها شباهت زیاد دارند.

در مجموع مشاهدات انجام شده حاكی از آنند كه :

جانداران از اجداد قدیمی و مشتركی بوجود آمده اند.تغییرات در جمعیت های جانداران پدید می آیند نه در افراد، زیرا فردیكه پس از مدت كم و بیش كوتاهی می میرد اما نسل و جمعیت باقی می ماند. زندگی از حالت ساده و ابتدایی به صورت پیچیده تری تحول یافته است

آذرخش، برق، صاعقه، یا آتشه 'گونه‌ای برون‌دادالکتریکی است که در اثر الکتریسیته ایستا میان دو ابر و یا ابر و زمین ایجاد می‌شود.

بار الکتریکی

بار الکتریکی یک خاصیت فیزیکی ماده است که باعث می‌شود، هنگامی که ماده در مجاورت مادهٔ باردار دیگری قرار می‌گیرد به آن نیرو وارد شود. بار الکتریکی دو نوع است بار مثبت و بار منفی. بین دو ماده یا جسم با بارهای هم‌نام نیروی رانش ایجاد می‌شود و برعکس اگر ناهم‌نام باشند بین آن‌ها ربایش ایجاد می‌شود. در سامانهٔ استاندارد بین‌المللی یکاها واحد بار الکتریکی کولن (C) است. البته در مهندسی برق از یکای آمپرمتر (Ah) نیز استفاده می‌کنند. در مطالعهٔ اندرکنش میان اجسام باردار، دانشالکترومغناطیس کلاسیک کافی است و از اثرهای کوانتومی صرف نظر می‌شود.

بار الکتریکی یک خاصیت پایسته در ماده است به این معنی که بار الکتریکی تولید نمی‌شود یا از بین نمی‌رود؛ بار الکتریکی از ذرات زیراتمی ماده که تعیین‌کنندهٔ خواص الکترومغناطیس ماده‌اند ناشی می‌شود. یک مادهٔ باردار الکتریکی، تولیدکنندهٔ میدان‌های الکترومغناطیسی است و خود از آنها تاثیر می‌گیرد. اندرکنش میان یک بار متحرک و یک میدان الکترومغناطیسی عامل ایجاد نیروهای الکترومغناطیسی است. این نیرو خود یکی از چهار نیروی بنیادی است. ^[۱]

آزمایش‌ها^[۲] در قرن بیستم، توضیحی کوانتومی از بار الکتریکی ارائه کرده‌اند (این عمل را کوانتومی کردن می نامند)، به عبارت دیگر دانشمندان دریافته‌اند که بار الکتریکی خود از واحد کوچک‌تری با نام بار بنیادیتشکیل شده‌است. بار یک الکترون تقریباً برابر با  می‌باشد. (البته ذراتی با نام کوارک وجود دارند که باری به اندازه چند e⅓ دارند.) پروتون باری به اندازهٔ e و الکترون باری برابر با e- دارد. علم مطالعه ذرات باردار و توضیح ارتباط آنها با فوتونها، الکترودینامیک کوانتومی نام دارد.

 

 

مقدمه

میدان الکتریکی ایجاد شده توسط بار مثبت

 

میدان الکتریکی ایجاد شده توسط بار منفی

بار یک ویژگی بنیادی در انواع ماده است که به صورت ربایش یا رانش الکتروستاتیکی در حضور ماده‌ای دیگر نمود پیدا می‌کند. بار الکتریکی ویژگیی است که سرچشمهٔ آن به بسیاری از ذرات زیراتمی ماده برمی‌گردد. بارِ ذراتی که به صورت آزاد یافت می‌شوند به اندازهٔ ضریب صحیحی از بار بنیادی (بار یک الکترون) است، در این حالت می‌گوییم بار الکتریکی یک کمیت گسسته است. مایکل فاراده در آزمایش‌های برق‌کافت خود دریافت که بار الکتریکی کمیتی گسسته است. رابرت میلیکان نیز در آزمایش‌های خود به این حقیقت می‌رسد و مقدار بار یک الکترون را نیز اندازه می‌گیرد.

بنابراین به صورت کمیت‌های گسسته می‌گوییم که بار یک الکترون ۱- و بار یک پروتون ۱+ است. ذرات بارداری که بار آن‌ها هم‌نام باشد یکدیگر را می‌رانند و ذراتی که بارهای ناهم‌نام دارند یک دیگر را می‌ربایند.قانون کولمب مقدار عددی نیروی الکتروستاتیک بین دو ذرهٔ باردار را بدست می‌آورد و بیان می‌دارد که مقدار این نیرو با اندازهٔ بار ذرات رابطهٔ مستقیم و با مربع فاصلهٔ بین دو ذره رابطهٔ وارون دارد.

مقدار بار یک پادذره دقیقاً برابر با بار ذرهٔ متناظر با آن است ولی به صورت ناهم‌نام. کوارک‌ها هم باری برابر با¹⁄₃- یا ²⁄₃+ بار بنیادی دارند که البته هیچ کوارکی تاکنون به صورت آزاد یافت نشده است (دلیل نظری این مطلب در بحث آزادی مجانبی یافت می‌شود).

بار الکتریکی یک جسم برابر با مجموع بارهای الکتریکی ذرات سازندهٔ آن است. این بار به طور معمول کوچک است چون ماده از اتم ساخته شده و اتم‌ها به تعداد مساوی از پروتون و الکترون در هستهٔ خود دارند، در نتیجه از نظر الکتریکی خنثی اند. یک یون، اتمی (یا دسته‌ای از اتم‌ها) است که یک یا چند الکترون ازدست داده‌است یا به‌دست آورده‌است. اتمی که الکترون از دست دهد بار خالص آن مثبت می‌شود که آن را کاتیونمی‌نامیم و اتمی که الکترون بدست آورد بار خالص آن منفی می‌شود و آن را آنیون می‌نامیم.

در هنگام تشکیل یک جسم (ماکروسکوپیک) اتم‌ها و یون‌های تشکیل دهندهٔ آن به گونه‌ای با هم ترکیب می‌شوند که جسم از نظر الکتریکی خنثی باشد و یا اینکه همیشه تمایل به ازدست دادن یا گرفتن الکترون و درنتیجه خنثی بودن دارند اما به‌ندرت جسمی پیدا می‌شود که به طور خالص بی‌بار (خنثی) باشد.

گاهی یون‌ها در سراسر مادهٔ تشکیل دهندهٔ جسم پخش شده‌است و به آن جسم بار مثبت یا منفی داده است. هم‌چنین اجسام رسانای جریان الکتریسیته گاهی سخت‌تر یا راحت‌تر (بسته به نوع ماده) الکترون بدست می‌آورند یا از دست می‌دهند و بار خالص مثبت یا منفی پیدا می‌کنند. به این پدیده که جسمی دارای بار غیر صفر ساکن باشد الکتریسیتهٔ ساکن می‌گوییم. به راحتی با بر روی هم مالیدن دو مادهٔ ناهمسان، مانند کهربا روی یک پارچه خزدار یا شیشه روی ابریشم می‌توانیم الکتریسیتهٔ ساکن تولید کنیم. با این روش اجسام نارسانا می‌توانند مقدار قابل توجهی بار الکتریکی بدست آورند یا ازدست دهند. واضح است که وقتی یکی از این اجسام بار الکتریکی بدست می‌آورد دیگری دقیقاً به همان اندازه بار الکتریکی از دست می‌دهد و این به دلیل قانون پایستگی بار الکتریکی است که همواره برقرار است.

گاهی مجموع بارهای الکتریکی یک جسم صفر است اما بار آن به صورت غیریکنواخت پخش شده است (مثلاً به دلیل حضور یک میدان الکترومغناطیسی یا دوقطبی‌های موجود در ماده) در این حالت می‌گوییم جسم قطبی شده‌است. بار الکتریکی بدست آمده از قطبی‌شدن ماده رابار مرزی، بار تولید شده بر روی یک جسم که ناشی از بار گرفته‌شده یا داده‌شده به جسمی دیگر است را بار آزاد و حرکت الکترون‌ها را در یک جهت خاص در فلزات رسانا، جریان الکتریکی می‌نامیم.

یکاها

در سامانهٔ بین‌المللی یکاها واحد بار الکتریکی کولمب معادل ۱۰^۱۸×۶/۲۴۲ برابر بار یک پروتون می‌باشد. بنابراین بار یک الکترون  کولمب است. کولمب تعریف می‌شود به: مقدار باری که از مقطع عرضی یک رسانای الکتریکی با شدت جریان یک آمپر در یک ثانیه عبور می‌کند. برای نشان دادن بار یا الکتریسیته از علامت Q استفاده می‌کنند. مقدار بار الکتریکی به طور مستقیم توسط یک برق نمایا به طور غیر مستقیم توسط گالوانومتر اندازه گیری می‌شود.

بعد از فهم مکانیک کوانتوم و توضیح مفهوم کلاسیک بار الکتریکی با ادبیات کوانتومی^[۳]، جورج استونی در سال ۱۸۹۱ واحد الکترون را برای بار الکتریکی پیشنهاد کرد، این پیشنهاد قبل از کشفیات جوزف جان تامسون در سال ۱۸۹۷ بود. امروزه واحد بار به شکل بار اولیه یا واحد بنیادین بار یاeنشان داده می‌شود. اندازه‌گیری بار باید به شکل ضریبی از بار بنیادی باشد حتی اگر مقدار بار برای یک جسم در ابعاد بزرگ باشد، همچنین مقدار بار یک عدد حقیقی است.

پیشینه

دستگاه تعادل پیچشی کولمب

تالس، فیلسوف یونانی سده ششم پیش از میلاد گفته است که با مالیدن پارچه خزدار روی مواد مختلف مانند کهربا می‌توان بار یا الکتریسیته تولید کرد، همچنین یونانی‌ها گفته بودند که دکمه های باردار کهربایی می‌توانند اجسام سبک مانند مو را به سمت خود بربایند و یا اگر کهربا را برای مدت طولانی مالش دهند ممکن است جرقه تولید شود.^[۴] در سال ۱۶۰۰ دانشمند انگلیسی، ویلیام گیلبرت بازگشتی به بحث الکتریسیته^[۵] داشت و واژه لاتین الکتریکوس گرفته شده از واژه یونانیηλεκτρον به معنی کهربا را ایجاد کرد که البته خیلی زود این واژه به شکل انگلیسی electric وelectricity تغییر پیدا کرد. در سال ۱۶۶۰ اتوفون گوریک تلاش‌های گیلبرت را دنبال کرد و احتمالاً او کسی است که دستگاه تولیدکننده الکتریسیته ساکن^[۶] را اختراع کرده است. از دیگر اروپاییان پیشرو در این زمینه می‌توان از رابرت بویل نام برد. بویل کسی است که در سال ۱۶۶۷ اظهار داشت که ربایش و رانش الکتریکی در فضای خالی نیز امکان‌پذیر است. استفان گری در سال ۱۷۲۹ مواد را به گروه‌های رسانا و نارسانا دسته‌بندی کرد. چارلز فرانسوا دو فی در سال ۱۷۳۳ گفت که: الکتریسیته از دو راه مختلف می‌آید که می‌توانند یکدیگر را خنثی کنند او این اظهارات را با عنوان تئوری "دو سیال" مطرح کرد که: وقتی شیشه روی ابریشم مالیده می‌شود شیشه باردار می‌شود یابار شیشه‌ای و وقتی کهربا روی خز مالیده می‌شود کهربا باردار می‌شود یا بار صمغی. در سال ۱۸۳۹مایکل فاراده نشان داد که تقسیم‌بندی ظاهری بین الکتریسیته ساکن، الکتریسیته جاری وبیوالکتریسیته درست نیست و همه این‌ها ناشی از رفتار الکتریکی قطب‌های مختلف دوقطبی‌ها است که به طور دلخواه یک را مثبت و دیگری را منفی نامیده‌ایم. بار مثبت، همان بار باقی‌مانده روی میله شیشه‌ای پس از مالش با ابریشم است.

بنجامین فرانکلین در قرن ۱۸ بیشترین تجربه را در این زمینه دارد. وی به حمایت از تئوری تک سیال الکتریکی بحث کرد. او تصور می‌کرد که بارالکتریکی یک سیال نامرئی است که در تمام مواد وجود دارد. مثلاً او معتقد بود که شیشه است که در ظرف لیدن بار الکتریکی را انباشته می‌کند. او اثبات کرد که مالیدن دو سطح نارسانا روی هم باعث می‌شود که این سیال تغییر مکان دهد و همین‌طور جاری شدن این سیال جریان الکتریکی را ایجاد می‌کند. وی این را نیز اثبات کرد که اگر ماده مقدار کمی از این سیال را داشته باشد می‌گوییم بار منفی دارد و اگر مقدار اضافی از آن را داشته باشد می‌گوییم بار مثبت دارد. به طور دلخواه (یا به دلیلی که ثبت نشده است) وی انتخاب کرد که باری که روی شیشه انباشته شده، بار شیشه‌ای بار مثبت است و بار صمغی منفی است. همچنین او بود که واژه‌های بار و باتری را وارد فرهنگ الکتریسیته کرد.
ویلیام واتسون نیز هم‌زمان با فرانکلین به همین نتایج رسید.

الکتریسیتهٔ ساکن و الکتریسیتهٔ جاری

الکتریسیتهٔ ساکن و جاری دو پدیدهٔ جداگانه و در اثر بار الکتریکی اند، که می‌توانند همزمان در یک جسم رخ دهند. الکتریسیتهٔ ساکن منبعی برای بار الکتریکی جسم است و اگر دو جسم که در تعادل الکتریکی نیستند را به هم بچسبانیم تخلیهٔ الکتریکی بین آن‌ها اتفاق می‌افتد. تخلیهٔ الکتریکی در بار الکتریکی هر دو جسم تغییر ایجاد می‌کند. در مقابل الکتریسیتهٔ جاری، جریان یافتن بارهای الکتریکی در یک جسم است که موجب ازدست‌دادن یا گرفتن هیچ‌گونه باری در آن جسم نمی‌شود. البته در تخلیه الکتریکی هم بارها از یکی به سمت دیگری جاری می‌شود اما این جریان خیلی کوتاه است که بخواهیم آن را جریان الکتریکی بخوانیم.

باردار کردن از راه تماس

یک آزمایش ساده

یک میلهٔ شیشه‌ای و صمغ را در نظر بگیرید، هیچ کدام از آن‌ها خواص الکتریکی از خود نشان نمی‌دهند؛ آن‌ها را باهم مالش دهید و همچنان در تماس با هم نگه دارید، همچنان هیچ اثر الکتریکی از خود نشان نمی‌دهند؛ حال آن‌ها را از هم جدا کنید حالا یکدیگر را جذب می‌کنند. اگر میلهٔ شیشه‌ای دیگری را با صمغ دیگری مالش دهید و آن دو را جدا از هم قرار دهید و دو میله شیشه‌ای را در کنار هم و دو تکه صمغ را هم کنار هم از نقطه‌ای آویزان کنید می‌بینید که:

1. دو میلهٔ شیشه‌ای یکدیگر را می‌رانند.
2. هر دو میلهٔ شیشه‌ای صمغ را می‌ربایند.
3. دو تکه صمغ یکدیگر را می‌رانند.

این پدیده‌های ربایش و رانش در هر دو مادهٔ دیگری که مانند شیشه و صمغ باردار شده باشد دقیقاً به همین شکل تکرار می‌شود. جسمی که شیشه را براند می‌گوییم به شکل شیشه‌ای^[۷] باردار شده و اگر جسمی شیشه را جذب کند و صمغ را براند می‌گوییم به شکل صمغی^[۸] باردار شده‌است.

امروزه در کاربرد علمی می‌گوییم جسمی که مانند شیشه باردار باشد بار مثبت و اگر مانند صمغ باردار باشد بار منفی دارد این علامت‌گذاری‌ها مانند قراردادهای ریاضی در علامت‌گذاری‌اند. هیچ نیرویی (ربایش یا رانش) بین یک جسم بدون بار و یک جسم باردار وجود ندارد.

در نگاه میکروسکوپی، راه‌های زیادی برای بوجود آمدن جریان الکتریکی وجود دارد مانند حرکت الکترون‌ها، حرکت حفره‌های الکترونی که مانند جابجایی بار مثبت می‌ماند و یا حرکت ذره‌های مثبت یا منفی یونی (یون‌ها یا هر ذره باردار دیگری در جهت خلاف یکدیگر در برق‌کافت یا پلاسماحرکت می‌کنند). حرکت هرکدام از این ذرات باردار در ماده ایجاد جریان الکتریکی می‌کند و معمولاً هم گفته نمی‌شود که ذره در حال جریان بار مثبت حمل می‌کند یا منفی.

خواص

علاوه بر تمام خواص الکترومغناطیسی که از بار الکتریکی گفته شد، بار یک متغیر نسبیتی است به این معنی که هر ذره‌ای که بار Q دارد، مهم نیست که با چه سرعتی حرکت می‌کند، فرض می شود همواره بار Q را حفظ می‌کند. این خاصیت بار بوسیله آزمایش هم نشان داده شده‌است مثلاً: بار یک هسته هلیوم (دو پروتون و دو نوترون در مجاورت یکدیگر در هسته اتم با سرعت بسیار زیاد در حال گردش‌اند) برابر است با بار دو هستهدوتریوم (یک پروتون و یک نوترون در مجاورت یکدیگرند که با سرعتی بسیار کمتر از آنچه در هسته هلیوم داشتند حرکت می‌کنند).

پایستگی بار الکتریکی

تمام بار الکتریکی یک سامانه بی‌دررو جدا از اینکه چه اتفاقی در آن بیفتد همواره ثابت باقی می‌ماند. این قانون برای تمام فرایندهای شناخته‌شده در فیزیک تعمیم داده می‌شود هم چنین برای نامتغیرهای گوج^[۹] در تابع موج برای حالت محلی آن. پایستگی بار، معادله پیوستگی^[۱۰] جریان الکتریکی را نتیجه می‌دهد. به شکل عمومی‌تر، بار کل برابر است با انتگرال حجمی V چگالی بار ρ که خود معادل است با انتکرال سطحی چگالی جریان J در سطح بسته S = ∂V که این مقدار جریان خالص I را نتیجه می‌شود:

بنابراین پایستگی بار الکتریکی، که با معادله پیوستگی جریان نشان داده شد نتیجه زیر را می‌دهد:

مقدار بار جابجاشده بین زمان‌های t_i و t_f از انتگرال زیر بدست می‌آید:

که Iجریان کل خروجی از سطح بسته است و Q بار الکتریکی در حجم تعیین شده توسط آن سطح می‌باشد.

کاربرد نیروهای الکتریکی بین اجسام باردار

نیروهای الکتریکی موجود بین اجسام باردار در صنعت کاربردهای زیادی دارند، که از آن جمله می‌توان به رنگ افشانی الکتروستاتیکی، گردنشانی، دود گیری، مرکب پاشی چاپگرها و فتوکپی اشاره کرد. به عنوان مثال در یک دستگاه فتوکپی دانه‌های حامل ماشین با ذرات گرد سیاه رنگی که تونر نام دارد، پوشیده می‌شوند. این ذرات بوسیله نیروهای الکتروستاتیکی به دانه حامل می‌چسبند.

ذرات با بار منفی تونر، سرانجام از دانه‌های حاملشان جدا می‌شوند. جذب این ذرات توسط تصویر با بار مثبت متن مورد نسخه برداری، که بر روی یک غلتک چرخان قرار دارد، صورت می‌گیرد. آنگاه ورقه کاغذ باردار ذرات تونر را روی غلتک جذب می‌کند و بعد از پخته شدن و نشستن ذرات بر روی کاغذ، کپی مورد نظر به‌دست می‌آید

بازده مابه‌التفاوت آنچه درون یک سیستم یا برنامه وارد می‌کنیم با نتیجه حاصله از آن است.

از جمله فرمولهاي محاسبه راندمان مي توان به مورد ذيل اشاره نمود:

راندمان=Availability(توقفات خط توليد)*Performance(عملكرد)*Quality(كيفيت توليد)

به عنوان مثال چنانچه زمان توليد شما 420 دقيقه باشد و از اين مقدار 50 دقيقه بخاطر توقفات، از دست رفته باشد، Availability اين خط 0.88 مي باشد.

همچنين چنانچه در 370 دقيقه باقي مانده، خط توانايي توليد 150 محصول را داشته باشد اما تنها 135 مجموعه توليد كرده باشد، Performance برابر 0.9 مي باشد.

حال با فرض Quality‌ با مقدار 100 درصد، راندمان نهايي خط توليد برابر است با:

0.88*0.9*1=0.792 راندمان خط توليد

صورت فلکی

 

 

 

نگاره و فهرستی از صورت‌های فلکی در کتابی از دانشمند ایرانی، عبدالرحمان صوفی رازی.

 

فاصله ستاره‌های صورت فلکی شکارچی

 

نگاره سنگی در غار لاسکو

صورت‌فلکی یا پیکرآسمانی گردایه ای از ستاره‌ها است که از دیدگاه زمینی به شکل ویژه ای مانندسازی و نام‌گذاری شده‌است.^[۱] در واقعیت سه بعدی، ستارگان یک پیکرآسمانی لزوماً به هم نزدیک نیستند و پیوندی به هم ندارند. قرار دادن آن‌ها در یک مجموعه تنها به‌خاطر نزدیکی ظاهری از دیدگاه زمینی است. دسته‌بندی ظاهری ستارگان به صورت پیکرهای‌آسمانی از دید نشانی‌دهی و ساختن نقشه‌های آسان‌فهمِ آسمان سودمند است.^[۲]

تاریخچه

پژوهش های باستان‌شناسی نشان می‌دهد که نگاره های نقاشی شده بر روی دیوارهایغار لاسکو در جنوب فرانسه دربرگیرنده نشانه‌های نجومی است. گمان می‌شود خوشه ستاره‌ای پروین در کنار خوشه قلائص (صورت فلکی گاو) بر روی این نگاره‌ها نمایش داده شده‌است.^[۳] شاید انسان‌های روزگار پارینه سنگی (۳۰٬۰۰۰ تا ۲۶٬۰۰۰ سال پیش از میلاد) نخستین کسانی بودند که چهار جهت اصلی را شناسایی کردند. در اواخر دوره پارینه‌سنگی(۲۰٬۰۰۰ تا ۱۶۰۰۰ سال پیش از میلاد) در فرانسه هنر ساخت ابزارهای سنگی به اوج خود رسید و در آن هنگام اندیشه نخستین صورت‌های‌فلکی پایه گذاری شد. این را در یادگارهای بجای مانده ی نقش‌های درون غارهای این روزگار می‌توان یافت. در دره میرملاس و همیان در شمال کوهدشت لرستان نیز پناهگاه‌هایی از این روزگار وجود دارند. در این پناهگاه‌ها نقش‌های رنگ‌دار زیادی است. حدود ۱۶٬۰۰۰ تا ۸٬۰۰۰ سال پیش از میلاد، کم‌کم اسامی گروه‌های ستاره‌ای (صورت‌فلکی) به سه دستهٔ نمادین تغییر کرد. دنیای پایینی، میانی و بالایی. حدود ۱۰٬۰۰۰ سال پیش از میلاد، دوره ی یخبندان در اروپا به پایان رسید. با گرم شدن زمین، علفزارها و دشت‌های اروپا جای خود را به جنگل‌ها دادند و دوران نوسنگی آغاز شد. در این دوره، انسان‌ها به جای شکار و گردآوری خوراک به کشاورزی و تولید خوراک می‌پرداختند. از این رو نیاز آن‌ها به چگونگی آب و هوا، و دانستن فصل‌ها بیشتر شد. بدینسان به گذر سالانه خورشید در آسمان توجه بیشتری کردند. می‌توان گفت حدود ۵٬۶۰۰ سال پیش از میلاد، چهار صورت فلکی در آسمان شکل گرفته بودند: دو پیکر، سنبله، قوس و ماهی. آن‌ها نمایانگر نقاط اعتدال‌ها و انقلاب‌های آن زمان بودند و پایه ی صورت فلکی‌های منطقةالبروجی امروزی شد.^[۴]

از سویی به نظر می رسد نخستین صورت فلکی خرس بزرگ بوده که به دست سومریان به انگیزه تشخص آن و تعیین جهت شمال معین شده است و پس از آن صورتهای فلکی دائرةالبروج و آنگاه به دست مصریان، بابلیان و اعراب شمار آنها به ۴۸ صورت فلکی رسیده است. در سال ۱۹۳۰ میلادی برای تمام آسمان ۸۸ صورت فلکی بصورت فرامرزی شناسایی و به پذیرش رسید.

صورت‌های فلکی امروزی

آبمار • آتشدان • ارابه‌ران • اژدها • اسب بالدار • اسب کوچک • اسکنه • آفتاب‌پرست • بادبان • بزغاله • برساووش • بره • پیاله • پیکان • تاج جنوبی • تاج

شمالی • تاربست •تازی‌ها • ترازو • تک‌شاخ • تلسکوپ • تلمبه • توکان • جوی • چلپاسه • چلیپا • خرچنگ • خرس بزرگ • خرس

کوچک • خرگوش • درنا • دلفین • دلو • دوپرگار • دوپیکر •دوشیزه • ذات‌الکرسی • روباهک • زانوزده • زرافه • زن برزنجیر • ساعت

 • سپر • سُدْس • سگ بزرگ • سگ کوچک • سنگتراش • سه‌پایه • سه‌سو • سیاه‌گوش • سیمرغ •شاه‌تخته • شکارچی • شلیاق • شیر 

• شیرکوچک • طاووس • عقاب • قطب‌نما • قنطورس • قیفاووس • کبوتر • کژدم • کشتیدم • کلاغ • کمان • کوره • 

کوهمیز • گاو •گاوران • گرگ • گونیا • گیسو • مار • مار باریک • مارافسای • ماکیان • ماهی • ماهی

پرنده • ماهی جنوبی • ماهی زرین • مثلث جنوبی • مرغ بهشتی • مگس جنوبی •میکروسکوپ • نهنگ • هشتک • هندی

 

قمر:

جرم آسماني است كه به دور جسم بسيار بزرگي مي‌گردد. سيارات منظومه‌ي شمسي قمرهاي طبيعي خورشيد هستند و ماه‌ها اقمار طبيعي سيارات هستند. قمرهاي مصنوعي هم براي تحقيق، رصد و ارتباطات، توليد و به مدار زمين يا يك سياره و يا يك قمر طبيعي پرتاب مي‌شود.

در اينجا به بررسي قمرهاي سيارات منظومه‌ي شمسي مي‌پردازيم.
در اطراف سيارات خاكي(زمين گون) تنها 3 قمر در گردش است. اما در مقابل در اطراف سيارات مشتري‌گون بيش از 50 قمر مي‌چرخند. علاوه بر 50 قمر داراي حلقه نيز هستند. حال چون عطارد و زهره قمر ندارند به سراغ زمین خودمان مي‌رويم.

ماه:
اطلاعات اساسي :
خروج از مركز مدار: 55/0
دورة تناوب گردش به دور زمين:
نجومي 32/27 روز
هلالي 53/29 روز
سرعت مداري : يك كيلومتر بر ثانيه
فاصله از زمين:
حداقل 360000 كيلومتر
حداكثر 400000 كيلومتر
قطر زاويه‌اي: متوسط 31 دقيقه و 2/5 ثانيه
قطر 3460 كيلومتر
جرم: يك هشتاد و يكمِ جرم زمين
چگالي: 61/0 چگالي زمين
سرعت گريز: 38/2 كيلومتر بر ثانيه
دورة تناوب حركت وضعي به دور محور: 31/27 روز
زاوية ميل استوا با صفحه مدار: 5/1 درجه
دما:
حداقل 140ــ درجه‌ سانتيگراد
حدااكثر 150 درجه سانتيگراد
نسبت بازتاب: 07/0

مقدمه :
زمين يك قمر دارد و اين قمر در حالي كه زمين خود به دور خورشيد مي‌گردد. بر گرد زمين حركت مي‌كند. اگرچه حجم ماه فقط02/0 حجم زمين و جرم آن يك هشتاد و يكم جرم زمين است. تأثيرش بر زمين، شايستة اعتناي بيشتري است. خيز و افت تناوبي اقيانوسها(جذر و مد) نمونه‌اي از اثرهاي ماه بر زمين است.

نزديكي زياد ماه به زمين، مطالعة آن را از نخستين روزهاي پيدايش نجوم، امكان پذير ساخته است.فاصله متوسط آن فقط 60 برابر شعاع زمين است.

البته اطلاعاتي به كمك تلسكوپ بدست آمده است، ولي بخش زيادي از آنچه مي‌دانيم از مشاهده با چشم برهنه حاصل شده است. در واقع بسياري از اين اطلاعات، دانش همگاني شده است. از جمله اين‌كه ماه هر ماهه دور كاملي از حالتهاي مختلف از ماه نو تا هلال و تربيع و غيره را در مي‌نوردد. و نيز اينكه ما تقريبا همان مسيري را مي‌پيمايد كه خورشيد طي مي‌كند.

همه مي‌دانند كه ماه هرروز بطور متوسط 51 دقيقه ديرتر از روزفبل طلوع مي‌كند و نيز اين‌كه همواره يك روي ماه بسوي زمين است و روي ديگر آن هميشه پوشيده است.

ماه در مدار خود:
ماه در مدار بيضي شكل، كه زمين در يكي از كانون‌هاي آن است، به دور زمين مي‌گردد. نقطه‌اي براين مدار كه از همة نقاط ديگر به زمين نزديكتر است حضيض زميني ناميده مي‌شود. فاصله‌ ماه از زمين در حضيض زميني آن 360000 كيلومتر است. نقطه‌اي بر اين بيضي كه از همة نقاط ديگر آن زمين دورتر است اوج زميني نام دارد و فاصله‌ي آن از زمين 400000 كيلومتر است. صفحة مدار ماه بسيار نزديك به صفحه‌ي دايره‌البروج، يعني مسير ظاهري خورشيد بر كره‌ي آسمان است و با آن زاوية 5 درجه مي‌سازد. دو نقطه‌اي كه در آن مسير ماه صفحه‌ي دايره‌البروج را قطع مي‌كند، نقاط گره يا عقدتين ناميده مي‌شود. اين نقاط در فضا ثابت نيستند بلكه در جهت حركت عقربه‌هاي ساعت در امتداد دايره‌البروج حركت مي‌كنند و هر دور كامل اين حركت نوزده سال طول مي‌كشد.

چنين بنظر مي‌رسد كه ماه مسير خود را بسيار سريعتر از خورشيد مي‌پيمايد: يك سال تمام طول مي‌كشد تا خورشيد دور كامل را طي كند ولي ماه يك ماهه چنين مي‌كند. در نيمي از اين مدت ماه بالاي دايره‌البروج است و در نيم ديگر زير آن.

اين حركت ظاهراً تندتر موجب مي‌شود كه ماه هرروز كمي، در حدود 51 دقيقه ديرتر از روز قبل طلوع كند.

جزر و مد( كشند)
سطح اقيانوسها، در تمام نقاط به فواصل زماني كم و بيش منظم بالا مي‌آيد و پائين مي‌رود. بطور متوسط فاصله زماني بين دو مد متوالي 12 ساعت و 5/25 دقيقه است. درست نصف زماني طول مي‌كشد تا ماه ظاهراً يك دور كامل را به دور زمين بپيمايد يعني نصف 24 ساعت و 51 دقيقه. اين امر يك تصادف نيست. علت اصلي جزر‌و مد اقيانوسها‌‌‌‌، نيروي گرانش ماه است. خورشيد نيز در اين پديده سهمي دارد.

جزر و مد همراه با حركات ظاهري ماه‌، از افق شرقي ناظر به سمت افق غربي او پيش مي‌روند. صرفنظر از تاخيرهايي كه معلول اصطكاك و آثار ثانوي ديگر هستند ( و ممكن است به شش ساعت هم برسند) جزر و مد در هر نقطه‌ي زمين ، زماني روي مي‌دهد كه ماه در نصف‌النهار مكان (يا در نيمدايرة متقابل آن) باشد.

اثر خورشيد در جزر و مد نسبت به اثر ماه از درجه‌ي دوم اهميت برخوردار است. زيرا فاصله‌ي آن بسي بيشتر است. نسبت نيروي مولد جزر و مد خورشيد فقط در حدود 7% نيروي ماه است.

وقتي كه نيروهاي مولد جزر و مد ماه و خورشيد هماهنگ با يكديگر عمل كنند، مثلاً به هنگام ماه‌نو كه هردو در يك طرف زمين هستند‌، جزر و مدهاي حاصل در حداكثر خود هستند. اين جزر و مدها‌، جزر و مدهاي بهاري يا مهكشند ناميده مي‌شوند. حد ديگر هنگامي است كه خورشيدو ماه با هم زاوية 90 درجه بسازند. دراين هنگام جزر و مد در حداقل و به جزر و مدهاي خفيف يا كهكشند موسوم است.

نزديكي ماه نيز تاثيري در ارتفاع جزر و مد دارد. هنگامي كه ماه در حضيض زميني قرار دارد نيروي مولد جزر و مد آن به اندازة 20% بيش از حد عادي است.

قمرهاي مريخ:
مريخ دو قمر كوچك دارد كه نام‌هاي خود فوبوس(ترس) و ديموس(وحشت) را از ياران اسطوره‌اي مارس(مريخ) خداي جنگ گرفته‌اند.

فوبوس، قمر بزرگتر، قطري در حدود 16 كيلومتر دارد در حاليكه قطر ديموس فقط 11 كيلومتر است. هردو در صفحه‌ي استوائي مريخ در جهت متعارف خلاف حركت عقربه‌هاي ساعت به دور آن مي‌گردند.

فوبوس 9250 كيلومتر از مركز سياره و فقط 5900 كيلومتر از سطح آن فاصله دارد. دورة تناوب حركت انتقالي آن به دور سياره 7 ساعت و 39 دقيقه است و اين كمتر از مدت دوران خود مريخ به دور محورش است. فوبوس در مغرب طلوع و 5/4 ساعت بعد در مشرق غروب مي‌كند.

ديموس 250000 كيلومتر از مركز مريخ فاصله دارد. دوره تناوب حركت انتقالي آن به دور سياره 30 ساعت و 18دقيقه فقط اندكي با دوره تناوب حركت وضعي خود سياره (24 ساعت و 37دقيقه ) تفاوت دارد. ديموس از مشرق طلوع مي‌كند، اندكي از سياره در حال دوران عقب مي‌افتد و پيش از آنكه در مغرب غروب كند‌، دو دور كامل اهله را سپري مي‌كند.

سياركها:
سياره‌اي مفقود است. بر اساس نظريه بايد بين مريخ و مشتري سياره‌اي در مدار باشد. تاكنون سياره‌اي در آنجا يافت نشده است. اما در عوض تعداد بسيار زيادي اجرام خرد وجود دارد كه به نامهاي سيارات خرد، سيارات صغار و سيارك‌ها موسومند. بعضي از اين اجرام قطري به بزرگي 800 كيلومتر دارند و برخي ديگر كمتر از 5/1 كيلومتر.

سرس نخستين سياركي بود كه در سلا 1801 كشف شد. سه‌تاي بعدي (پالاس ، جونو و وستا) در سال‌هاي 1802،1804 و 1807 كشف شدند. عدة سياركهاي شناخته شده بالغ بر دهها هزار مي‌شود كه بسياري از آن‌ها شكلهاي نامتعارفي دارند حاكي از آن ممكن است اجزا و قطعات سياره‌اي باشند كه بر اثر نيروي كشندي سيارة مشتري از هم پاشيده باشد.

قمرهاي مشتري:16 قمر برگرد مشتري حركت مي‌كنند. چهارتاي اول كه به قمرهاي گاليله‌اي موسومند در 1610 بوسيله گاليله كشف شدند. اين قمرها با نام‌هاي يو، اروپا،گانيميد و كاليستو مشخص مي‌شوند. قمر پنجم آمالته‌آ يا JV در سال 1893 بوسيله‌ي منجم برجسته‌ي آمريكايي ادوارد امرسن بارنارد(1923ــ 1857) كشف شد.قمر چهاردهم(JXIV) در اكتبر 1975 بوسيله‌ي چارلز.ت.كوال كشف گرديد. قمرهاي JI تا JXIII بطور طبيعي به سه دسته تقسيم مي‌شوند:
(1)اقمار داخلي، (ب) اقمار مياني، (پ) اقمار بروني، رده‌بندي JXIV ، كه در كداميك در اين دسته‌ها جاي مي‌گيرد‌، تا پايان سال 1975 مشخص نشده بود.

(ا) اقمار دروني. اين گروه قمرها JI تا JV يعني چهار قمر گاليله‌اي و قمري را كه پروفسور بارنارد كشف كرد. شامل مي‌شود.

قمرهاي گاليله‌اي مدارهايي تقريباً مستدير دارند و در فواصلي بني 420000 كيلومتر و 1880000 كيلومتر از مشتري با دوره‌هاي تناوبي بين يك و سه چهارم روز تا شانزده و دوسوم روز حركت مي‌كنند. دورة تناوب حركت وضعي و انتقالي آن‌ها برابر است. بنابراين ناظري كه بر مشتري قرار دارد همواره يك روي اين چهار قمر را مي‌بيند. هر چهار قمر به اندازه‌ي كافي بزرگ هستند كه در تلسكوپ قرصهاي قابل مشاهده‌اي را پديد آورند و اگر تلالو چيرة سيارة‌ اصلي نبود با چشم برهنه مي‌شد آن‌ها را ديد. در پاره‌اي مواقع هر جهار آن‌ها در طرف غرب سياره‌اند. در مواقع ديگر فقط سه‌تا، دوتا‌، يكي يا هيچكدامشان‌‌‌، و بقيه در طرف شرقي سياره جاي دارند. بسيار اتفاق مي‌افتد كه يكي از قمرها در خسوف باشد(از پشت سياره بگذرد) يا در عبور(از برابر سياره بگذرد) تغييرات موضع اين چهار را مي‌توان با چند ساعت رصد تلسكوپي ملاحظه كرد. دنبال كردن عبور اين اقمار دشوار است. اما سايه‌هايي كه بر سطح مشتري مي‌اندازند بسيار شاخص است و در شرايط رويت خوب آنها را حتي با تلسكوپ نسبتاً كوچكي مي‌توان دنبال كرد.

قمر پنجم از چهار قمر گاليله‌اي به مشتري نزديكتر است. فاصله‌ي آن از مركز سياره فقط 180 هزار كيلومتر‌، و از سطح آن فقط در حدود 110 هزار كيلومتر است. دورة تناوب حركت انتقالي آن حول سياره‌ي اصلي كمتر از 12 ساعت است. بنابراين سرعت مداري آن 27 كيلومتر بر ثانيه يا تقريباً 96 هزار كيلومتر در ساعت است.

(ب) قمرهاي مياني. قمرهاي JVI,JVII,JX,JXII به اين گروه تعلق دارند. آن‌ها جملگي كوچكند‌، و قطرهايشان كمتر از 160 كيلومتر است و به فاصله‌ي متوسط 11 ميليون كيلومتر از مشتري قرار دارند. دوره‌ي تناوب حركت انتقالي آن‌ها در حدود 270 روز برآورد شده است.

(پ) قمرهاي بيروني. اين گروه متشكل است از JVIII,JXI,JXII و JIX (كه در اينجا به ترتيب افزايش فاصله از سياره نوشته شده‌اند.) . اين قمرها را مشخصات زير متمايز مي‌سازد:
1. فاصله‌ي زياد از سياره‌ي اصلي كه نزديك به 24 ميليون كيلومتر برآورد مي‌شود.

2. دوره‌هاي تناوب طولاني، كه براي هر چهار قمر از دو سال بيشتر است.
3. وجود حركت معكوس(رجعي) براي هر چهار قمر‌، يعني در جهتي خلاف همه‌ي سيارات و بيشتر قمرهاي ديگر. چون از بالاي قطب شمال سياره نظر شود ديده مي‌شود كه اين چهار قمر مدارهاي خود را در جهت عقربه‌هاي ساعت مي‌پيمايند.

حلقه‌هاي زحل
چهار حلقه برگرد زحل مي‌گردند كه با حروف D,C,B,A, ، مشخص مي‌شوند.
نور و روشني حلقه‌ها بوجه قابل ملاحظه‌اي با هم تفاوت دارند. حلقه‌ي مياني (حلقه‌يB ) از همه پرنورتر است و حلقه‌ي بيروني (حلقه‌يA) پس از آن جاي دارد. كم نورترين حلقه‌،حلقه‌ي داخلي (حلقه‌ي D) است. حلقه‌ي C را حلقه‌ي چين خورده [ C(repe) ring ] و حلقه‌ي B را "حلقه‌ي پرنور" [B(right) ring]مي‌نامند.

شكاف ميان حلقه‌هايA و B را به افتخار كاشف آن شكاف كاسيني ناميده‌اند.

حلقه‌ها به خاطر نازكيشان سخت شايان توجهند : مقطع آنها مستطيل بسيار باريكي است. مثلاً مقطع حلقه بيروني مستطيلي خواهد بود به طول 16000 كيلومتر و عرض آن 8 تا 10 كيلومتر.حلقه‌ها درست در صفحه‌ي استواي سياره قرار دارند و استواي سياره زاويه‌ي ميلي برابر با 27 درجه با صفحه‌ي دايره‌البروج مي‌سازد. از آن‌رو كه محور زحل امتداد ثابتي در فضا دارد(يعني محور هميشه به سمت نقطه‌ي ثابتي بر كره‌ي آسمان است.)

قمر‌هاي زحل
20 قمر دارد كه نزديكترين آن‌ها‌ ، ميماس ، در فاصله‌ي 188000 كيلومتري از مركز سياره است. فوب دورترين قمر آن متجاوز از 16000000 كيلومتر از سياره اصلي فاصله دارد.

دوره‌ي تناوب قمرها از 23 ساعت براي ميماس تا 550 روز براي فوب تغيير مي‌كند . و جز يك استثنا همگي در جهت عادي به دور زحل مي‌گردند. تنها فوب است كه حركتي معكوس (رجعي) دارد و بدينطريق بر پايداري مداريش مي‌افزايد. مي‌توان از راه رياضي نشان داد كه قمري دوردست را كه جهت حركتش عادي است به سهولت بيشتري مي‌توان از چنگ سياره‌اي ربود تا قمري را كه جهت حركتش رجعي است.

قطر قمرها نسبتا كم است. بزرگترين آن‌ها تيتان است(در حدود 4200 كيلومتر) و كوچكترينشان هبپرون(در حدود 480 كيلومتر).

سرعت گريز از تيتان به خاطر جرم بزرگ و دماي كم آن (به خاطر دور بودن آن از خورشيد) كوچك است. از اينرو اين قمر مي‌تواند براي خود جوي داشته باشد. مطالعات طيفنمودي حاكي از وجود ‌CH4 (متان) در اين قمر است.

مطالعاتي كه اخيراً بوسيلة گروهي از دانشمندان در دانشگاه ايالتي نيويورك در استوني بروك انجام شده، وجود اتان را نيز در تيتان آشكار كرده است. اتان يكي از چند مولكول لازم براي تشكيل اسيدهاي امينه است كه جزء اساسي حيات هستند.

چنين بنظر مي‌رسد كه قمرها با همان دورة تناوبي دوران مي‌كنند كه به دور سياره مي‌گردند و در نتيجه هميشه يك رويشان به سمت سياره‌ي اصلي است و تغييرات مرصود در روشني آنها نيز از همين است. دوره‌ي تناوب اين تغييرات روشني همان دوره‌ي تناوب گردش انتقالي است. روشني يكي از قمرها‌، ياپتوس ، در هر گردش از مي‌نيموم به ماگزيمم ، 5 برابر مي‌شود.

قمرهاي اورانوس
اورانوس پنج قمر دارد‌ ‌: ميراندا ، آريل ‌، اومبريل‌، تيتانيا‌ ‌و ابرون كه همگي در صفحه‌ي استواي سياره اصلي و در نتيجه تقريباً قائم بر مدار سياره ، به دور آن مي‌گردند. هر پنج قمر حركتشان رجعي است كه با چرخش سياره حول محورش سازگار است.

اندازه‌ي اقمار اورانوس تقريباً از 240 كيلومتر تا 1000 كيلومتر است. شعاع مدار نزديكترين قمر 120000 كيلومتر و از آن دورترين قمر 580000 كيلومتر است.

قمرهاي نپتون
براي نپتون دو سياره كشف شده است‌: نخست تريتون كه به فاصله‌ي چند ماه پس از كشف سياره‌، ديده شد ؛ دومي بيش از يك قرن بعد كشف گرديد.

تريتون از اين نظر منحصر به فرد است كه تنها قمر نزديك به سياره‌ي اصلي است كه حركتي معكوس(رجعي) دارد. فاصله‌ي آن از سياره‌ي اصلي354000 كيلومتر تقريباً هم اندازه‌ي فاصله‌ي ماه از زمين است. حركت معكوس تريتون ممكن است معلول وقايع زير باشد‌: (آ) تريتون و پلوتن زماني قمرهاي نپتون بودند و هر دو حركت مستقيم داشتند. (ب) رويارويي نزديك ميان تريتون و پلوتون موجب دفع و اخراج پلوتن(كه سياره‌اي مستقل گرديد) و معكوس شدن جهت حركت تريتون شده است.

قطر تريتون 3500 كيلومتر و جرم آن يك پانزدهم جرم زمين است و هر پنج روز و بيست ساعت يك‌بار در مداري كه با صفحه‌ي دايره‌البروج زاويه‌ي 37درجه تشكيل مي‌دهد‌، به دور نپتون مي‌گردد.

نرئيد( در اساطير پري دريائي ملازم نپتون ، رب‌النوع دريا‌‌‌‌‌‌‌) قمر دوم نپتون به دور سياره‌ي اصلي در جهت مستقيم حركت مي‌كند. دوره‌ي تناوب نجومي آن 360 روز است و مدار آن زاويه‌ي 5درجه با دايره‌البروج مي‌سازد.

نرئيد از دو نظر منحصر به فرد است :(آ) به قدري كم فروغ است كه حتي با تلسكوپ‌هاي بزرگ هم ديده نمي‌شود. رصد اين قمر بطور عمده از طريق عكسبرداري صورت مي‌پذيرد. (ب) مدار آن خروج از مركز بزرگي دارد(75/0) ، فاصله‌اش تا نپتون از1175000 كيلومتر در نزديكترين وضعيت تا 11000000 كيلومتر در دورترين نقطه‌ي مدار تغيير مي‌كند.

قمر پلوتو‌، كارونپلوتو خود قبلاً بنظر مي‌رسد قمري از نپتون بوده كه از مدار خارج شده و شايد قمر آخر نپتون هم اين‌طور شود.

ماده‌ي تشكيل دهنده‌ي كارن از آب منجمد تيرهو پلوتون از متان منجمد پوشيده شده است.

كارن كه قمري بزرگ است ، داراي طول قطري به اندازه‌ي نصف قطر پلوتون بوده و 12 درصد منظومه‌ي مداري را به خود اختصاص داده است. مركز جرم اين منظومه در خارج از سطح پلوتون قرار دارد.

انواع آینه ها :

1. آینه تخت : قطعه شیشه صافی که پشت آن به وسیله ی نقره یا جیوه اندود شده است و به خوبی نور را بازتاب می کند.

ویژگی های تصویر در آینه تخت : 1. تصویر مجازی است.( تصویری كه پرتوهای مجازی در پشت آینه به وجود می آید وفقط به علت بازتاب نور به وسیله آینه در پشت آینه به نظر می رسد.تصویر مجازی وجود خارجی ندارد و بر روی پرده تشكیل نمی شود.) 2. تصویر هم اندازه ی جسم است. 3. تصویر برگردون (وارون جانبی)است. (یعنی سمت راست جسم در تصویر سمت چپ است و بالعکس. ) 4. تصویر مستقیم است. (یعنی بالاترین نقطه جسم بالاترین نقطه در تصویر و پایینی ترین نقطه در جسم پایین ترین نقطه در تصویر است. ) 5.فاصله جسم تا آینه با فاصله تصویر تا آینه برابر است.

کاربرد آینه تخت : این نوع آینه ها در منازل ، مغازه ها و آرایشگاه ها به کار برده می شوند.

2. آینه های کروی

الف ) آینه محدب یا کوژ : اگر سطح خارجی آینه کروی بازتاب كننده باشد، آن را آینه ی كوژ می گویند.

ویژگی های تصویر در آینه محدب : 1. تصویر مجازی است. 2. تصویر کوچکتر از جسم است. 3. تصویر برگردون (وارون جانبی)است. 4. تصویر مستقیم است. 5. تصویر از جسم به آینه نزدیک تر است.

کاربرد آینه محدب : آینه بغل اتومبیل و موتور سیکلت ، آینه جلوی راننده ، سر پیچ های تند و پارکینگ ها

ب ) آینه مقعر یا کاو : اگر سطح داخلی آینه بازتاب كننده باشد، به آن آینه كاو می گویند.مثل داخل کفه قاشق

ویژگی های تصویر در آینه مقعر: در آینه مقعر ویژگی تصویر به مکان آن جسم در محور اصلی بستگی دارد . در این جا مکان شی به دو صورت کلی در فاصله ی کانونی و دورتر از کانون در نظر گرفته شده است.

حالت اول : اگر جسم در فاصله ی کانونی (بین کانون تا آینه ) باشد : 1. تصویر مجازی است. 2. تصویر بزرگتر ازجسم است. 3. تصویر برگردون (وارون جانبی)است. 4. تصویر مستقیم است. 5. تصویر دورتر از جسم است(فاصله جسم تا آینه کمتر از فاصله تصویر در آینه است).

حالت دوم : اگر جسم دورتر از کانون باشد : 1. تصویر حقیقی است.(تصویر حقیقی زمانی تشكیل می شود كه پرتوهای تابش شده از یك نقطه شی پس از برخورد به آینه یا عدسی در نقطه ای دیگر به هم برسند. تصویر حقیقی بر روی پرده تشكیل می شود.مانند پخش فیلم در سینما ها.) 2. اندازه تصویر بستگی به محل جسم دارد که ممکن است بزرگتر یا کوچکتر از جسم باشد. 3. تصویر وارونه است. (یعنی بالاترین قسمت جسم پایین ترین قسمت در تصویر است وبالعکس. ) 4. فاصله تصویر تا آینه بستگی به فاصله جسم تاآینه دارد که ممکن است دورتر یا نزدیکتر از فاصله جسم تا تصویر باشد. (هر چه جسم به آینه نزدیك تر باشد، تصویر در فاصله ای دورتر ایجاد می شود و هرچه جسم را از آینه دور كنیم تصویر به آینه نزدیك تر می شود.)

عناصر فلزی

آهن :

این فلز ، از سنگ معدن آهن استخراج می‌شود و به ‌ندرت به حالت آزاد (عنصری) یافت می‌گردد. آهن برای تولید فولاد بکار می‌رود که عنصر نیست، بلکه یک آلیاژ و مخلوطی است از فلزات متفاوت ( و تعدادی غیر فلز بخصوص کربن )

آهن از تمامی فلزات بیشتر است و 95 درصد فلزات تولید شده در سراسر جهان را تشکیل می‌دهد. قیمت ارزان و مقاومت بالای ترکیب آن استفاده از آن را بخصوص در اتومبیل ها ، بدنه کشتی‌های بزرگ و ساختمان ها اجتناب ناپذیر می‌کند.

آلومینیوم :

آلومینیوم ، فلزی نرم و سبک ، اما قوی است که عمدتاً به صورت سنگ معدن بوکسیت یافت می‌شود. وزن آلومینیوم تقریباً یک سوم فولاد یا مس است.ِ چکش خوار ، انعطاف پذیر و به راحتی خم می‌شود. همچنین بسیار بادَوام و مقاوم در برابر زنگ خوردگی است.

چه از نظر کیفیت و چه از نظر ارزش ، آلومینیوم کاربردی‌ترین فلز بعد از آهن است و تقریبأ در تمامی بخش‌های صنعت دارای اهمیت می‌باشد. برخی از کاربردهای فراوان آلومینیوم عبارت‌اند از: حمل و نقل ( اتومبیل‌ها ، هواپیماها ، کامیون‌ها ، کشتی‌ها ، ناوگانهای دریایی ، راه آهن و ... ) بسته‌بندی ( قوطی‌ها ، فویل و... ) ساختمان ( درب ، پنجره ، دیوار پوشها و ... ) کالاهای با دوام مصرف کننده ( وسایل برقی خانگی ، وسایل آشپزخانه ، ... )

درب آلومینیوم : از این درب بیشتر در محیط های مرطوب مثل حمام استفاده می کنند ؛ زیرا آلومینیوم در برابر زنگ زدگی مقاوم است.

طلا :

طلا در طبیعت معمولاً در میان سنگهای آتشفشانی و گاهی در میان رسوبات رودخانه‌ای و دریاچه‌ای یافت می‌شود.

اولین و بارزترین مشخصه ی طلا، رنگ زرد و برق فلزی آن است و به همین دلیل از آن برای ساخت جواهرات استفاده می شود.نزدیک به نیمی از طلای دنیا نزد دولت ها به صورت شمش (قطعه‌های طلا) نگه داری می‌شود.

  نقره :

فلزی نرم، انعطاف پذیر با نمایی سفید و درخشان است. در مقایسه با دیگر فلزها، رسانایی الكتریكی و گرمایی بسیار بالاتری  دارد. نقره فلزی غیرسمی است و به صورت گرد آتش گیر است.. از نقره برای تولید لوازم فلزی منزل، ظروف آشپزخانه، جواهرآلات و قطعات رسانا در وسایل برقی استفاده می شود.

  مس :

فلزی سرخ رنگ و انعطاف پذیر است و رسانایی الكتریكی بالایی دارد. در حالت عنصری، سمی نیست و وجود مقدار ناچیزی از آن در رژیم غذایی بسیار ضروری است. از مس برای تولید سیم های برق و برخی از آلیاژها مانند برنج و برنز استفاده می شود.

  روی :

فلزی سفید و درخشان است كه نمای  خاكستری مایل به آبی دارد؛ به صورت عنصری در طبیعت یافت نمی شود. سمیت كمی دارد وبه صورت گرد آتش گیر است. از روی برای تولید ظروف آشپزخانه ، برخی آلیاژها مانند برنج و برنز و در باتری سازی استفاده می شود.

  سرب :

فلزی خاكستری رنگ، نرم، سنگین است. آتش نمی گیرد و به صورت گرد یا بخار سمی است. رسانایی الكتریكی ناچیزی دارد و امواج صوتی را به خوبی جذب می كند. از سرب برای ساختن باتری های انباره ای (باتری خودروها)، آلیاژهای لحیم كاری، روكش درونی كابل های مخابراتی و تولید برخی مواد شیمیایی به ویژه تترا اتیل سرب (برای تولید بنزین سرب دار) استفاده می شود.

  جیوه :

جیوه تنها فلز مایع در دمای اتاق است سمی است و در ساخت آینه‌ها به کار می‌رود. جیوه جذب شده توسط ریه وارد خون می‌شود و در اندام های مختلف مثل کلیه ، مغز و کبد توزیع می‌شود.جیوه اثراتی نیز بر قلب  دارد و باعث عوارض قلبی می‌شود.

عناصر نافلزی

بُرم :

 مایعی است به رنگ سرخ قهوه ای كه بخار آن بسیار سمی و سوزش آور است. این نافلز به صورت عنصر، در طبیعت یافت نمی شود. به شدت واكنش پذیر است و به مقدار بسیار كمی در آب حل می شود. تركیب های آن در آب دریا زیاد است و از همین منبع استخراج می شود. برم درتولید مایع های خاموش كننده ی آتش، رنگ های نساجی، مواد دارویی و عكاسی كاربرد دارد.

  کلر:

گازی سمی به رنگ سبز مایل به زرد است. بویی آزاردهنده و نافذ دارد و در هوا نمی سوزد. این نافلز به صورت عنصر، در طبیعت وجود ندارد و تركیب های آن در آب دریا و در خشكی به مقدار زیاد یافت می شود. نمك خوراكی  (سدیم كلرید) و جوهر نمك  (هیدروكلریك اسید)از جمله ی شناخته شده ترین تركیب های آن هستند.

كلر در تصفیه‌ی آب و تولید بسیاری از مواد شیمیایی، به ویژه پی‌وی‌سی كاربرد دارد. پی وی سی نوعی ماده ی پلاستیكی است كه برای تولید بطری های نوشابه، لوله های انتقال آب و ... به كار می رود.

  یُد :

ید نافلزی بسیار سمی است كه از تركیبات آن در پزشكی (تشخیص و تنظیم میزان فعالیت غده ی تیروئید و درمان بیماری گواتر) و عكاسی (ساخت ماده ی حساس به نور) استفاده می شود. این نافلز نیز به صورت عنصر آزاد در طبیعت یافت نمی شود.

در صورت کمبود ید در بدن بیناری گوآترایجاد می گردد که برای پیشگیری از این بیماری مصرف نمک ید دار توصیه می شود.

  گوگرد :

جامدی غیر سمی به رنگ زرد است و به آسانی و با تولید گازی بی رنگ، سمی و خفه كننده (گوگردی‌اكسید) در هوا می سوزد. این نافلز به فراوانی، به صورت عنصر در طبیعت وجود دارد. مقادیر زیادی از آن در اطراف چشمه های  آب گرم و مناطق آتش فشانی و به مقدار بسیار زیاد در معادن زیرزمینی، گاز طبیعی ترش و گاز كوره های كك پزی  یافت می‌شود.

از گوگرد برای تولید سولفوریك اسید، مواد آرایشی بهداشتی، مواد منفجره، حشره كش ها، رنگ های نساجی، مواد شوینده و لاستیك خودروها استفاده می كنند.

  کربن :

نافلزی است كه به چند شكل در طبیعت یافت می‌شود. الماس و گرافیت دو شكل بلوری آن هستند و زغال، كك و دوده (كربن سیاه حالت های بی‌شكل یا غیر بلوری آن به شمار می آیند. كاربردهای كربن به شكل آن بستگی دارد؛ برای نمونه از دوده در تولید لاستیك خودروها، جوهر مشكی، كاغذهای كربن مشكی و واكس سازی  استفاده می شود.

  فسفر سرخ :

فسفر به صورت عنصر، در طبیعت یافت نمی‌شود و تركیب های آن به صورت سنگ های فسفاتی فراوان است. فسفر به سه شكل فسفر سفید، فسفر سیاه و فسفر سرخ وجود دارد. فسفر سرخ، گرد بی شكلی است به رنگ سرخ بنفش و با سمیت كم. مقدار زیاد آن در برابر هوا خود به خود آتش می گیرد. از این نوع فسفر در تولید فسفریك اسید، كبریت های بی خطر و كودهای شیمیایی استفاده می شود.

عناصر شبه فلزی

شبه فلز : عناصری كه خواص آنها از بین فلز و نافلز قرار می گیرد شبه فلز نامیده می شوند. عناصری مانند: سیلیسیم و آرسنیك جزء شبه فلز ها محسوب می شوند.

  آرسنیک :

آرسنیک ، شبه فلز سمی معروفی است  و از نظر شیمیایی شبیه فسفر است، که به سه شکل زرد ِ سیاه و خاکستری یافت می‌شود. آرسنیک و ترکیبات آن ، بعنوان آفت‌کش(علف کش ، حشره کش) مورد استفاده قرار می‌گیرند

آرسنیک و بسیاری از ترکیبات آن سمی هستند. آرسنیک با مختل کردن وسیع سیستم گوارشی و ایجاد شوک ، منجر به مرگ می‌شود.

  سیلیسیم :

سیلیسیم عنصری‌ غیرفلزی‌ است‌ كه‌ در طبیعت‌ به‌ صورت‌ خالص‌ یافت‌ نمی‌شود. سیلیسیم خالص‌، ماده ای‌ سخت‌ به‌ رنگ‌ خاكستری‌ تیره‌ است‌. این‌ ماده‌ مانند فلزات‌ می‌درخشد. سیلیسیم در حرارت‌ بالا با سایر عناصر تركیب‌ می‌شود.

28 درصد از پوسته‌ زمین‌ را سیلسیم‌ تشكیل‌ می‌دهد. سیلیسیم و ترکیبات آن  در صنایع مختلف کاربرد های فراوان دارند. مثلاً در صنایع الکترونیک و شیشه سازی

زغال‌سنگ به انواع مختلفی طبقه‌بندی می‌شود. در این طبقه‌بندی درصد کربن ثابت ، درصد موادفرار و دیگر خواص فیزیکی و شیمیایی مورد توجه قرار دارد.

آنتراسیت

این نوع زغال سنگ خود به انواع زیر تقسیم می‌شود:

• متا آنتراسیت : دارای %98 کربن ثابت و %2 مواد فرار است. این نوع زغال سنگ به ندرت یافت می‌شود و کارایی سوختی ندارد.
• آنتراسیت : دارای %92 تا %91 کربن ثابت و %2 تا %8 مواد فرار با رنگ خاکستری است و با شعله آبی کم رنگ کوتاه همراه با بو می‌سوزد. از سوختن آن کک تشکیل نمی‌شود. ارزش سوختی آن از سمی‌آنتراسیت و یا زغال سنگ قیری مرغوب کمتر است.
• سمی‌آنتراسیت : دارای %86 تا %92 کربن ثابت و %8 تا %14 مواد فرار است. به دلیل افزایش درصد مواد فرار در آن ، با شعله کوتاه زرد رنگ می‌سوزد و چون سریعتر از آنتراسیت می‌سوزد، دارای کارایی و مصرف سوختی بیشتری است.

زغال سنگ‌های قیری

• زغال سنگ قیری با فراریت کم : دارای %76 تا %78 کربن ثابت و %14 تا%22 مواد فرار است و بدون دود می‌سوزد.*زغال سنگ قیری با فراریت متوسط : دارای %69 تا %78 کربن ثابت و %22 تا %31 مواد فرار است، بدون دود می‌سوزد.
• زغال سنگ قیری با فراریت بالا (A) : دارای توان گرمایی Mj 14.8 است.
• زغال سنگ قیری با فراریت بالا (B) : دارای توان گرمایی Mj 13.7 است.
• زغال سنگ قیری با فراریت بالا (C) : دارای توان گرمایی Mj 12.1 است.

زغال سنگ پست

این نوع زغال سنگ نیز به سه دسته با توان گرمایی بین Mj8.8 تا Mj12.1 تقسیم می‌شود و گاهی «لیگنیت سیاه» نیز نامیده می‌شود.

زغال سنگ شیار

این نوع زغال سنگ دارای مواد فرار و هیدروژن زیاد است و با شعله‌های طویل و با دمای بسیار بالا می‌سوزد. به علت نداشتن مواد چرب ، نوعی بافت منظم و دانه‌ای دارد که در دیگر انواع زغال سنگ‌ها دیده نمی‌شود. این نوع زغال سنگ مانند شیشه می‌شکند و دارای چگالی 2/1 تا 3/1 گرم بر سانتیمتر مکعب است.

لیگنیت

این نوع زغال سنگ خود به خود به دو گروه ، یکی گروه لیگنیتی و دیگری گروه زغال سنگ قهوه‌ای تقسیم می‌شود. خواص فیزیکی و شیمیایی و حتی رنگ هر دو گروه خیلی به هم نزدیک است. بطوری که ممکن است اشتباها یکی به جای دیگری گرفته شود. توان گرمایی لیگنیت‌ها کمتر ازMj8.8 است.

مواد معدنی موجود در انواع زغال سنگ

علاوه بر مواد آلی موجود در زغال سنگ که ضمن تحول مواد گیاهی در فرآیندهای تشکیل زغال سنگ در آن باقی می‌ماند، مواد معدنی نیز در آن وجود دارد.

گوگرد

به میزان 0.3 تا 0.5 درصد در زغال سنگ یافت می‌شود و ممکن است در انواع زغال سنگ‌ها مقدار آن به مراتب بیشتر از این میزان باشد. اصولا گوگرد به صورت سولفید طبیعی آهن یا پیریت ، گچ و سولفیدهای دی‌الکیل یا دی‌اریل الکیل ، تیواتروتیوفن وجود دارند. سولفیدهای طبیعی آهن بیشتر از مواد گوگرددار دیگر به صورت رگه‌هایی در زغال سنگ وجود دارد که در موقع سوختن زغال سنگ ، به اکسید آهن (III) و گاز دی‌اکسید گوگرد تبدیل می‌شود. اگر زغال سنگ در فضای بسته بدون حضور اکسیژن حرارت داده شود، دی‌سولفید آهن (II) به سولفید آهن (II) و گوگرد تجزیه می‌شود. سولفید آهن (II) در کک باقی می‌ماند و گوگرد حاصل در فرایندهای شیمیایی به صورت گاز SO₂ خارج می‌شود. اگر گوگرد به صورت سولفات کلسیم در زغال سنگ وجود داشته باشد، چون می‌تواند در گرما مقاومت کند، در دماهای پایین مشکلی ایجاد نمی‌کند، اما ممکن است بر اثر گرمای زیاد در مجاورت کربن به سولفید کلسیم تجزیه شود. در این صورت ، کک همراه با مقداری CaS در کوره بلند ذوب آهن وارد می‌شود، در چدن نفوذ می‌کند و از مرغوبیت چدن و فولاد کاسته می‌شود

اجزاء متر

سانتیمتر =10میلی متر=یک صدم متر

دسیمتر=100میلیمتر=10سانتیمتر=یک دهم متر

میلیمتر =یک دهم سانتی متر =یک هزارم متر

میل جدید جغرافیایی=7420متر

میل انگلیسی=36اینچ=14/9سانتی متر=878/0 ذرع

اینچ انگلیسی=54/2سانتی متر

یارد=90سانتیمتر=3فوت

3فوت=1یارد=90سانتی متر

میل دریایی بین المللی =01/1852متر(یک میل دریایی در یک ساعت برابر یگ گره دریایی سرعت است)

یک درجه از خط استوا مساوی با 15میل جغرافیایی و برابر با 300/111 کیلو متر است

مقیاس سطح:

سانتیمتر مربع=100میلیمتر مربع

دسیمتر مربع=100سانتیمتر مربع

متر مربع=10000سانتیمتر مربع

آر=100متر مربع

جریب=1000ذرع

هکتار=100آر=10000متر مربع

کیلومتر مربع=100هکتار=1000000متر مربع

یارد مربع=836/0 متر مربع

اینچ مربع=51/6 سانتیمتر مربع

مقیاس حجم:

سانتی مترمکعب=1000میلیمترمکعب

دسیمتر مکعب=100سانتیمتر مکعب=1000000میلیمتر مکعب

متر مکعب = یک استر= 1000دسیمتر مکعب =1000000000میلیمتر مکعب

اینچ مکعب = 386/16 سانتیمتر مکعب

یارد مکعب = 764/0متر مکعب

حجم مایعات:

سانتی لیتر=10میلی لیتر

دسی لیتر =10سانتی لیتر= 100میلی لیتر

لیتر =10دسی لیتر= 100 سانتی لیتر= 1000میلی لیتر

دکا لیتر =10لیتر= 100دسی لیتر

هکتو لیتر= 10 دکا لیتر =100 لیتر

کیلو لیتر= 10هکتولیتر= 1000لیتر

یک بشکه= 919/4 هکتو لیتر

یک لیتر معادل با حجم یک کیلوگرم آب خالص در شرایط استاندارد میباشد واین حجم تقریبا معادل 1000 سانتیمترمکعب ویا یک دسی متر مکعب است

متر مکعب = 10هکتولیتر =1000 لیتر

مقیاس وزن:

واحد وزن  عبارت از گرم است که معادل با وزن یک سانتیمتر مکعب آب مقطر 4 درجه سانتیگراد حرارت در خلا میباشد

سانتی گرم =10 میلی گرم

دسی گرم = 10 سانتی گرم= 100میلی گرم

گرم = 10دسی گرم = 1000 میلی گرم

دکا گرم =10 گرم

هکتو گرم = 10 دکا گرم=100گرم

کیلو گرم= 10هکتو گرم = 1000گرم

تن= 1000کیلو گرم

یک لیتر آب = یک کیلو گرم

یک لیور فرانسه = 5/497 گرم = تقریبا نیم کیلو

یک پوند انگلیسی = 16 انس انگلیسی = 6/453 گرم

هندردویت انگلیسی =112 پوند

هندردویت آمریکایی = 100 پوند

اوزان و مقیاسها در ایران:

یک خروار = 64000مثقال =96/296کیلو گرم =100من سقط

یک من سقط = 640 مثقال =9696/2 کیلو گرم = 4 چارک = 40 سیر

یک چارک =160 مثقال=4/742 گرم = ده سیر

یک سیر = 16مثقال = 24/74گرم

یک مثقال = 64/4 گرم =24 نخود

یک نخود = 1933/0 گرم = 4 گندم

یک ری = 2560 مثقال =8784/11کیلو گرم = 4 من سقط

یک من شاهی = 1280مثقال = 9392/5 کیلو گرم = 2 من سقط

یک پوط = 3520 مثقال = 3328/16 کیلو گرم = 5/5 سقط

یک قیراط = 9/205 گرم

 مقیاسها و روابط بین آنها:

متر = 100 سانتیمتر= 28/3فوت = 96/0ذرع

کیلو متر= 1000 متر = 3280 فوت = 960 ذرع

ذرع = 104 سانتیمتر = 16 گره = 32 بهر

یارد = 914/0 متر =36 اینچ

اینچ = 54/2 سانتیمتر = 83/0 فوت

فوت = 12 اینچ = 305/0 متر

فرسنگ = 6000 ذرع = 6 کیلومتر

میل انگلیسی = 3پا =36 اینچ = 4/91 سانتی متر

هکتار = 10000 متر مربع = جریب = 47/2 ایگر

ایگر = 404/0 هکتار = 4048 متر مربع

لیتر = 1000 سانتیمتر مکعب = یک کیلو گرم آب

گرم =43/15 گرین = تقریبا 5 نخود

کیلو گرم = 1000 گرم = 2/2 پوند = تقریبا یک سو م من تبریز

من شیراز= 720مثقال = 45 سیر

هرمز نیز همانند زمین و اکثر سیارات، مانند یک آهنربای بزرگ عمل می‌کند. میدان مغناطیسی هرمز ۱۴ بار نیرومندتر از زمین می‌باشد. برابر اندازه‌گیری‌های گرفته شده به دست فضاپیماها، میدان معناطیسی مشتری زورمندترین در سامانه خورشیدی می‌باشد (به جز لکه‌های خورشیدی و ناحیه‌های کوچکی از سطح خورشید). دانشمندان به طور کامل از چگونگی ایجاد میدان مغناطیسی آگاه نیستند هر چند که گمان می‌برند که حرکت هیدروژن فلزی داخل هسته سیاره ایجاد میدان می‌نماید. میدان مغناطیسی مشتری بسیار نیرومندتر از میدان مغناطیسی زمین می‌باشد زیرا هرمز بسیار بزرگ تر و با تندی بیشتری به دور خود می‌گردد. میدان مغناطیسی مشتری الکترون‌ها و پروتون‌ها و دیگر ذرات دارای بار الکتریکی را در کمربند پرتوافشان (رادیواکتیو) که در پیرامون سیاره قراردارد به دام می‌اندازد. این ذرات بسیار نیرومندتر می‌باشند به گونه ای که می‌توانند به ابزارهای فضاپیماهایی که نزدیک سیاره شده‌اند آسیب برساند. در درون ناحیه‌ای از فضا که مغناط‌کره نامیده می‌شود میدان مغناطیسی مشتری همانند یک زره کار می‌کند. این زره سیاره را از بادهای خورشیدی و ذرات پر انرژی پیاپی که از خورشید می‌آیند پاسداری می‌نماید. بیشتر این ذراتالکترونها و پروتونهائی هستند که با تندی ۵۰۰ کیلومتر در ثانیه حرکت می‌کنند. میدان، ذرات الکتریکی باردار شده را در کمربند رادیواکتیو به دام می‌اندازد مرکز تله مغناط‌کره نزدیک قطبهای میدان مغناطیسی می‌باشد. در آن بخش از سیاره که از خورشید دور می‌باشد مغناط‌کره به صورت دنباله‌ای سترگ در فضا کشیده می‌شود که دنباله مگنتو نامیده می‌شود. درازای این دنباله ۷۰۰ میلیون کیلومتر می‌باشد. امواج رادیویی که از مشتری به رادیو تلسکوپهای زمینی می‌رسند دو نوع می‌باشند فورانهای انرژی و تابش‌های پی‌درپی. فورانهای نیرومند هنگامی رخ می‌دهند کهآیو، نزدیک‌ترین ماه هرمز و چهارمین آنها از میان مرکز مغناطیسی سیاره گذر می‌نماید. تابش‌های پی در پی از سطح هرمز و هم‌چنین ذرات پر انرژی کمربند رادیواکتیو مشتری می‌آیند.

امروزه با انجام آزمایش‌های تخصصی و علمی می‌توان بسیاری از معماهای مشکل را حل کرد و جواب پرسش‌هایی را که در گذشته‌ها زمانبر و پیچیده بود، بسادگی یافت.

فرض کنید کارآگاهان، لکه های مشکوکی را پیدا کرده اند که نمی دانند خون است یا خیر. برای فهمیدن این موضوع بسادگی می توان از بنزین استفاده کرد. این ماده بسرعت به هموگلوبین واکنش نشان می دهد و مایع شفاف را به رنگ آبی درمی آورد به این ترتیب معلوم می شود لکه مشکوک خون است یا نه.

همچنین کارآگاهان از واکنشگری شیمیایی به نام «تیوسیانات کبالت» برای پیداکردن کوکائین استفاده می کنند. آنان این واکنشگر را بعد از حل کردن در آب مقطر روی پودر مشکوک می ریزند و اگر آن پودر کوکائین باشد به شکل مخلوطی رسوبی و به رنگ آبی درمی آید. آزمایش های مشابه دیگری نیز برای تشخیص دادن ال. اس.دی و برخی مواد توهم زای دیگر وجود دارد و در آن آزمایش ها نیز بعد از این که نمونه مشکوک را همراه با ترکیبات شیمیایی خاص در محلولی از اسید هیدروکلریک و اسید سولفوریک ترکیب کردند اگر ماده مشکوک توهم زا باشد به رنگ آبی یا بنفش درمی آید.

یکی دیگر از آزمایش های معروف که در تشخیص مواد منفجره کاربرد دارد، آزمایش بلور نامیده می شود. در این روش نمونه های مشکوک را زیر میکروسکوپ قرار می دهند و سپس واکنشگرهای شیمیایی خاصی را به آن اضافه می کنند و با بررسی بلورهای به دست آمده می فهمند ماده مشکوک آیا قابل انفجار است یا خیر؟

امروزه بسیاری از معماها با آزمایش های ساده شیمیایی قابل حل شده است و حتی در برخی موارد کارشناسان انجام آزمایش هایی را از دور خارج کرده اند، زیرا به این نتیجه رسیده اند که روش گذشته برای انسان خطرناک بوده و راه های بی خطر و آسان تری نیز وجود دارد.

دید کلی

می‌توان هسته اتم را به عنوان جرم نقطه‌ای و بار آن را به صورت بار نقطه‌ای در نظر گرفت. هسته شامل ، تمامی بارمثبت و تقریباً تمامی جرم اتم است، در نتیجه مرکزی تشکیل می‌‌دهد که حرکت الکترونی حول آن رخ می‌‌دهد. هر چند هسته عمدتاً از طریق نیروی جاذبه کلنی خود با الکترونها ساختار اتمی را تحت تأثیر قرار می‌‌دهد اما بعضی آثار نسبتاً دقیق را در طیف‌های اتمی می‌‌توان به آن نسبت داد. 

اجزای اصلی هسته

ذراتی که تمامی هسته‌ها از آنها ترکیب یافته‌اند پروتونها و نوترونها هستند. در حالت کلی به این ذرات نوکلئون می‌‌گویند. خواص نوکلئونها 

بار

پروتون هسته اتم H (ایزوتوپ سبک اتم هیدروژن) است. پروتون دارای یک بارمثبت است که از نظر بزرگی با بار الکترون برابر است. نوترون دارای بار e 10^-13 (10^-18 برابر بار الکترون است) ولی چون خیلی کوچک است آن را خنثی می‌‌گیریم و لذا در برهمکنشی با الکترون نیروی ضعیفی از خود نشان می‌‌دهد. 

جرم

پروتون و نوترون دارای جرم تقریباً یکسان هستند، جرم نوترون از جرم پروتون اندکی (کوچکتراز 0.1 درصد) بیشتراست. این ذرات هر دو دارای انرژی سکون حدود یک گیگا الکترون ولت هستند. 

اسپین

یک ویژگی مهم پروتون و نوترون اندازه حرکت زاویه‌ای ذاتی ، یا به اصطلاح اسپین هسته‌ای آنها است. اعداد کوانتومیاسپین هسته‌ای پروتون و نوترون هردو برابر ½ هستند. 

گشتاور مغناطیسی هسته‌ای

گشتاور مغناطیسی پروتون در همان راستای اسپین هسته‌ای آن است، بزرگی گشتاور هسته‌ای ، مؤلفه گشتاور مغناطیسی پروتون را در امتداد راستای کوانتش فضایی برحسب مگنتون هسته‌ای به دست می‌‌دهد. گشتاور مغناطیسی نوترون درخلاف راستای اندازه حرکت زاویه‌ای آن است. گشتاور مغناطیسی غیر صفر نوترون حاکی از آن است که ، با وجود صفر بودن بار کل ، یک توزیع غیر یکنواخت بار در داخل آن وجود دارد. 

نیروهای هسته‌ای

از آنجا که پروتونها در داخل هسته در فاصله کمی از همدیگر قرار دارند، نیروی رانشی کولنی بین آنها خیلی بزرگ است. برای آنکه هسته در حالت تعادل قرار گیرد، این نیرو را باید یک نیروی ربایشی دیگر (نیروی هسته‌ای) خنثی کند. این نیرو در قوی‌ترین حالت خود ، از نیروی کولنی خیلی قوی‌تر است. ولی ، نیروی هسته‌ای فقط در گستره محدودی قوی است. از جنبه‌های مهم نیروی هسته‌ای ، استقلال آن از بار است. نیروی مؤثر بین دو نوکلئون ، از اینکه دو پروتون ، دو نوترون و یا یک پروتون و یک نوترون باشند، متشکل است. نیروی بین دو نوکلئون با اسپین موازی نسبت به نیروی بین دو نوکلئون با اسپین پادموازی قویتر است. 

پتانسیل یوکاوا

بر خلاف نیروی کولنی ، که بستگی به فاصله آن به صورت ساده r²/1 است، نیروی هسته‌ای بطور خیلی پیچیده‌ای به فاصله وابسته است. پتانسیل حاصل از این نیرو را پتانسیل یوکاوا گویند. پتانسیل تابع نمایی از فاصله هسته‌ای است. به علت این رفتار نمایی ، پتانسیل و نیرو سریعا با افزایش فاصله به صفر میل می‌‌کند. 

شعاع هسته‌ای

شعاع هسته‌ای بطور تقریبی از نتایج آزمایشهای پراکندگی ذره آلفا محاسبه می‌‌شود. اگر چه توزیع این ذرات پراکنده تنها با برهمکنش کولنی برای فواصل بزرگتر از ^14-10 متر توجیه می‌‌شود، اما وقتی ذرات آلفا تقریباً در این فاصله از مرکز هسته قرار می‌‌گیرند از قانون کولن تبعیت نمی‌‌کنند. در این حالت ، شعاع هسته‌ای را می‌‌توان به صورت آن فاصله‌ای از مرکز هسته تعریف کرد که در آن نیروی هسته‌ای از اهمیت برخوردار است. نتایج به دست آمده از پراکندگی نوترونی برای شعاع هسته بیانگر تابعیت شعاع هسته‌ای از عدد جرمی‌‌ هسته‌ای (A) است. که شعاع هسته با ریشه سوم عدد جرمی متناسب است.