کوره آفتابی
| دسته بندی | فیزیک |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 426 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 14 |
کوره آفتابی
مقدمه :
کوره آفتابی وسیله‌ای است برای تولید گرما بوسیله تجمع و تمرکز نور خورشید در یک نقطه خاص و استفاده از حرارت آن نقطه برای تولید آب گرم و بخار آب گرم. کوره آفتابی به شکل بشقاب کاو (مقعر) و آینه‌ای و صیقلی (که نورهای تابیده شده به طرف خود را بازتاب میکند) است. نورهای تابیده شده از بی نهایت دور موازی هستند، بنابراین همه آنها بعد از بازتابش نقطه خاصی به نام کانون می‌گذرند. برای ورود به بحث با چند اصطلاح آشنا می‌شویم.
- مرکز آینه (C): نقطه‌ای است که فاصله تمام نقاط سطح از آن نقطه ثابت است.
- کانون (F): نصف فاصله سطح تا مرکز را کانون می‌نامند و فاصله و سطح بشقاب (رأس آینه) تا کانون فاصله کانونی (f) نامیده میشود.
- محور اصلی: خطی فرضی که وسط (رأس) بشقاب را به مرکز وصل کرده و کانون روی آن نیز کانون اصلی نامیده میشود.
پرتو نورهای تابیده شده نسبت به محور اصلی در بازتاب تقارن آینه‌ای دارند. پرتو نورهایی که موازی محور اصلی بتابد حتما بازتاب آنها از کانون می‌گذرد (کانون اصلی) ، پس در آن نقطه حرارت و گرما بسیار بالاتر از اطراف است. پس اگر منبع آب در آن نقطه قرار داده شود آب در اثر انرژی دریافتی از خورشید بسیار گرم خواهد شد و این اساس یک کوره آفتابی است.
نمونه کوچک و قدیمی کوره آفتابی ذره‌بین است که از شیشه محدب یا حتی یخ تراشیده شفاف ساخته می‌شد. امروزه از اجسام آینه‌ای با توجه به ویژگی ساختمانی گفته شده برای تولید آب گرم منازل در ابعاد محدود در پشت بامها و در ابعاد بزرگتر ساختمان بلند که نمای بیرونی آن به شکل کاو طراحی شده و در نمای جلویی آن از شیشه‌های رفلکس و آینه‌ای برای بازتاب نور استفاده میشود، بطوری که بازتابها در یک نقطه در مقابل یعنی کانون جمع می‌شوند.
در کانون یک منبع آب قرار می‌دهند و با لوله کشیهایی به توربین تولید برق وصل می‌کنند، با توجه به ابعاد ساختمان انرژی گرمایی دریافتی فوق العاده بالاست و بخار آب تولید شده با جریان شدید در لوله‌ها به توربین رسیده و باعث چرخش آن و تولید برق ارزان قیمت در چنین مجموعه نیروگاهی برق - آبی می‌گردد.
فیزیک هسته ای
| دسته بندی | فیزیک |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 32 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 22 |
فیزیک هسته ای
مقدمه: استخراج اورانیوم از معدن
اورانیوم که ماده خام اصلی مورد نیاز برای تولید انرژی در برنامه های صلح آمیز یا نظامی هسته ای است، از طریق استخراج از معادن زیرزمینی یا سر باز بدست می آید. اگر چه این عنصر بطور طبیعی در سرتاسر جهان یافت میشود اما تنها حجم کوچکی از آن بصورت متراکم در معادن موجود است.
هنگامی که هسته اتم اورانیوم در یک واکنش زنجیره ای شکافته شود مقداری انرژی آزاد خواهد شد.
برای شکافت هسته اتم اورانیوم، یک نوترون به هسته آن شلیک میشود و در نتیجه این فرایند، اتم مذکور به دو اتم کوچکتر تجزیه شده و تعدادی نوترون جدید نیز آزاد میشود که هرکدام به نوبه خود میتوانند هسته های جدیدی را در یک فرایند زنجیره ای تجزیه کنند.
مجموع جرم اتمهای کوچکتری که از تجزیه اتم اورانیوم بدست می آید از کل جرم اولیه این اتم کمتر است و این بدان معناست که مقداری از جرم اولیه که ظاهرا ناپدید شده در واقع به انرژی تبدیل شده است، و این انرژی با استفاده از رابطه E=MC۲ یعنی رابطه جرم و انرژی که آلبرت اینشتین نخستین بار آنرا کشف کرد قابل محاسبه است.
اورانیوم به صورت سه ایزوتوپ مختلف در طبیعت یافت میشود. دو گونه اصلی آن اورانیوم U۲۳۵ و U۲۳۸ است که هر دو دارای تعداد پروتون یکسانی بوده و تنها تفاوتشان در سه نوترون اضافه ای است که در هسته U۲۳۸ وجود دارد. اعداد ۲۳۵ و ۲۳۸ بیانگر مجموع تعداد پروتونها و نوترونها در هسته هر کدام از این دو ایزوتوپ است.
برای بدست آوردن بالاترین بازدهی در فرایند زنجیره ای شکافت هسته باید از اورانیوم ۲۳۵ استفاده کرد که هسته آن به سادگی شکافته میشود. هنگامی که این نوع اورانیوم به اتمهای کوچکتر تجزیه میشود علاوه بر آزاد شدن مقداری انرژی حرارتی دو یا سه نوترون جدید نیز رها میشود که در صورت برخورد با اتمهای جدید اورانیوم بازهم انرژی حرارتی بیشتر و نوترونهای جدید آزاد میشود.اما بدلیل "نیمه عمر" کوتاه اورانیوم ۲۳۵ و فروپاشی سریع آن، این ایزوتوپ در طبیعت بسیار نادر است بطوری که از هر ۱۰۰۰ اتم اورانیوم موجود در طبیعت تنها هفت اتم از نوع U۲۳۵ بوده و مابقی از نوع سنگینتر U۲۳۸ است.
کشورهای اصلی تولید کننده اورانیوم
استرالیا
چین
کانادا
قزاقستان
نامیبیا
نیجر
روسیه
ازبکستان
برش پلاسما
| دسته بندی | فیزیک |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 508 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 31 |
برش پلاسما
مقدمه:
صنعت مدرن به دستکاری و تغییر در شکل فلزات و آلیاژها وابسته است. ما برای ساختن وسایلی که در طول روز با آنها سر و کار داریم به فلزات نیازمندیم. به عنوان مثال در ساختن پل ها، ماشین ها، آسمان خراش ها، جرثقیل ها، روبات ها و بسیاری از وسایلی که اکنون در پیرامون خود می بینیم و حتی وسایلی که در آینده به زندگی ما وارد خواهند شد به فلزات نیازمندیم. دلیل این امر بسیار ساده است: فلزات به شدت محکم و با دوام اند، پس انتخابی منطقی برای ساختن سازه های بسیار بزرگ یا بسیار محکم برای تحمل بارهای سنگین هستند.
نکته ی جالب در مورد سختی فلزات این است که این استحکام در برابر انسان و وسایلی که می خواهند فلز را شکل بدهند نیز وجود دارد. پس با وجود این مشکل چگونه صنعتگران، فلزات را به اشکال خاص مثلا به شکل بال برای هواپیما در می آورند؟ در بسیاری از موارد پاسخ شما برش دهنده پلاسمایی است. شاید این حرف به نظر شما قسمتی از یک رمان علمی- تخیلی باشد، اما واقعا این دستگاه وجود دارد و از اواخر جنگ جهانی دوّم در بسیاری از کشورها مورد استفاده قرار گرفته است.
در جنگ جهانی دوّم، کارخانه های امریکایی اقدام به ساختن توپ خانه، هواپیما و ماشین های زرهی کردند که البته با توجه به نیازهای بالای کشورهای در حال جنگ به این سلاح ها این کارخانه ها قادر به پاسخ گویی به تمام این نیازها نبودند. یک قسمت از این نیازها در بخش ساخت تجهیزات هوایی (aircraft parts) بود. چند کارخانه ارتشی که کارشان ساخت تجهیزات هوایی بود روشی جدید برای برش دادن یا جوش دادن قطعات ابداع کردند. در این روش پیچیده یک نوع گاز نجیب (inert gas) به مجاورت یک قوس الکتریکی رانده می شود، به طوری که در این نقطه گاز توسط الکتریسیته شارژ شده و اطراف نقطه ی جوش حصاری به وجود می آید. در این روش جدید نقاط جوش یا برش خیلی تمیز و دقیق ترند و در اتصالات بسیار محکم تر عمل می کنند.
در 1960، طراحان موفق به اختراع تازه تری شدند. آنها فهمیدند که می توان دمای نقطه ی جوش یا برش را به وسیله ی سرعت دادن به گازی که خارج می شود بالا برد به این ترتیب کار با ظرافت بیشتری انجام می شد. این سیستم جدید باعث بالا رفتن کیفیت و به طبع آن قیمت محصولات می شد. در حقیقت، در این دمای بالا دستگاه مجبور نیست مدت زیادی روی قطعه کار کند مانند کره ای که با کارد داغ بریده می شود.
پلاسما در صنعت
در حال حاضر یک ابزار جدا نشدنی از صنعت هستند. از برش دهنده های پلاسمایی به تعداد زیاد در فروشگاه های صنعتی مانند کارخانه های اتومبیل سازی برای ساختن شاسی و بدنه اتومبیل ها استفاده می شوند.
کمپانی های بزرگ ساختمان سازی در مقیاس انبوهی از این وسایل برای بریدن فلزات و ساختن ساختمان های فلزی عظیم استفاده می کنند. قفل ساز ها هم از آن برای سوراخ کردن بی خطر قفل خانه های کسانی که کلید خود را گم کرده اند استفاده می کنند.
شما می توانید تمام مراحل کار را در واحدهای CNC در پشت یک کامپیوتر مشاهده کنید، بدون آنکه حتی نیازی به لمس کردن جسم داشته باشید.
در گذشته برش دهنده های پلاسمایی بسیار گران بودند و اکثرا در کارخانه ها برای برش قطعات عظیم استفاده می شد. در سال های اخیر هم قیمت و هم اندازه ی این دستگاه ها به شکل قابل توجهی کم و کوچک شده است. به طوری که می توان از آن ها در پروژه های شخصی نیز استفاده کرد. هنرمندان نیز توانسته اند با این وسیله کار های بی نظیری خلق کنند که مسلما با وسایل قدیمی ممکن نبود.
برش دهنده های پلاسمایی یکی از هزاران وسیله ی مورد توجه در قرن بیستم است که با استفاده از مفاهیم علم فیزیک قادر به مهار حالت چهارم ماده در جهت منافع بشر شده است.
برش پلاسما اواخر دهه 1950 برای برش فولاد با پرآلیاژ و آلومینیم توسعه یافت؛ برای استفاده بر روی تمام فلزات که به دلیل ترکیبات شیمیایی آن ها، تحت برش سوخت اکسی ( oxy-fuel برش با سوخت اکسیژن) قرار می گیرند. همچنین با داشتن سرعت های بالای برش (به خصوص با مواد نازک) و ناحیه کوچک تحت تاثیر گرما، این تکنیک امروزه برای برش فولادهای بی آلیاژ و کم آلیاژ استفاده می شود.
برش فلز، امروزه با تقاضای کیفی بالا و فشارهای افزایش هزینه روبرو است. لبه قطعات برش نباید به فرآیند اضافی دیگری نیاز داشته باشند و انتظار می رود دقت ابعادی حداکثر را ارایه دهند. در نتیجه توانایی تکنیک های برش مرسوم برای مواجهه با این خواست ها به طور روز افزون مورد تردید قرار می گیرد.
برش گداخت پلاسما در رقابت مستقیمی با دیگر تکنیک ها نظیر: برش سوخت اکسی، برش لیزری و برش جت آب(water jet) قرار دارد. به هر حال همچنین می تواند جایگزینی برای تکنیک های با فرآیند مکانیکی نظیر: نوک زنی(nibbling ابزاری برای بریدن ورقه های فلزی توسط برش های متعدد و پیاپی موضعی قائم به کمک مته)، منگنه زنی(punching)، دریل کاری باشد.
برش پلاسما می تواند برای برش همه مواد رسانای الکتریکی، نظیر فولاد ساختمانی فولاد با آلیاژ بالا، فلزات غیرآهنی مانند: آلومینیم، مس و صفحات فلزی روکش شده استفاده شود.
اتم چیست ؟
| دسته بندی | فیزیک |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 10 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 7 |
اتم چیست ؟
اتم چیست ؟
همه چیز در جهان ، از باکتریهای ذره بینی و ویروس هایی که از میکرون (Micron ، یک هزارم میلیمتر ) کوچکترند ، تا ستارگان و کهکشان هایی که میلیون ها کیلومتر از ما دورند ، از اتم ساخته شده اند . اتم ها آن قدر ریزند که با نیرومند ترین میکروسکوپ ها نیز دیده نمی شوند . در سر یک سنجاق 000/000/000/000/000/000 /55 اتم وجود دارد ، اگر بتوانیم سرسنجاق را به اندازه ی یکی از عظیم ترین بناها بزرگ کنیم ، هر اتم آن مثل مگسی خواهد بود ، که روی یکی از ستون ها بخزد .
اتم ها هم از ترکیب سه ذره ی اصلی به نام های الکترون (Electron )، پروتون (Proton ) و نوترون (Noutron ) ساخته شده است . الکترون واحد الکتریسته ی منفی ، پروتون واحد الکتریسته مثبت ، و نوترون از لحاظ الکتریکی خنثی است. ترکیب های مختلف ذرات اصلی ، اتم های متفاوتی را به وجود می آورند . هر جسمی که از تعداد اتم های همجنس جدا شود ، عنصر یا جسم ساده نامیده می شود .
گزارش کار آزمایشگاه فیزیک 1
| دسته بندی | فیزیک |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 285 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 66 |
آزمایشگاه فیزیک 1
در این فایل 13 آزمایش فیزیک 1 به همراه حل کامل آنها آماده گردیده است.
آزمایش ها به صورت زیر هستند:
1-نام ازمایش : اندازه گیری چگالی جامدات
2-نام ازمایش: اندازه گیری ارزش ابی کالری متر
3-نام آزمایش :تعیین گرمای نهان ذوب یخ
4-عنوان آزمایش :ضریب انبساط خطی
5-نام آزمایش :تعیین گرمای ویره فلزات
6-عنوان آزمایش :اندازه گیری شتاب ثقل با استفاده از آونگ ساده
7-کولیس
8-عنوان آزمایش :تعیین چگالی مایعات
9-عنوان آزمایش :اندازه گیری شتاب ثقل با استفاده از سقوط آزاد
10-عنوان آزمایش :قانون بویل - ماریوت
11-عنوان آزمایش :تعیین سختی فنر
12-عنوان آزمایش :معادل میکانیکی حرارت (عدد ژول)
13-عنوان آزمایش :حرکت پرتابه
قسمتی از آزمایش 1 را برای نمونه در زیر قرار داده ایم:
نام ازمایش : اندازه گیری چگالی جامدات
هدف از ازمایش : هدف این این است که چگالی قطعات مس , برنز , فولاد را اگر برای ابعاد یکسانی از انها محاسبه کنیم خواهیم دید که چگالی انها متفاوت است . این ناشی از ان است که چون ابعاد ثابت می ماند در نتیجه چجم ثابت می ماند در نتیجه جرم ان متفاوت می باشد که این جرم ناشی از عدد جرمی هر یک از قطعات فوق می باشد .
وسایل مورد نیاز :
- · استوانه های مسی , برنزی , فولاد
- · ترازوی دیجیتالی با دقتgr 0.1
- · کو لیس برای اندازه گیری ابعاد قطعات با دقت mm0.02
روش انجام از مایش :
با کولیس اندازه ابعاد اجسام را اندازه می گیریم و سپس با ترازوی دیجیتالی جرم اجسام را محاسبه می کنیم و بعد با استفاده از فرمول p =m / c چگالی را بدست می اوریم . چون در سیستم CGS ازمایش انجام می دهیم پس واحد چگالی بر حسب gr/cm3 می باشد .
تئوری ازمایش :
سرب سنگین تر است یا آب ؟ پاسخ دادن به این پرسش ممکن نیست , مگر ابنکه بدانیم چه حجمی از این دو ماده را مقایسه می کنیم . یخن درست است که بگوییم چگالی سرب از چگالی آب بیشتر است . بنابرین باید گفت , سرب چگالی تر است .
جرم یک سانتی متر مکعب آب یک گرم است و جرم یک سانتی متر مکعب سرب 11.4 گرم است . اکر جرم و حجم را در رابطه چگالی قرار دهیم , چگالی اب gr /cm3 1 و چگالی سربgr /cm3 11.4 بدست میاید. معلوم می شود که جرم cm31 سرب 11.4 بار از جرم cm31 آب بیشتر است , لذا گفته میشود سرب چگالی تر است .
- · بهتر است بدانیم که چگالی مواد با تغییر دمای انها تغییر می کند .چون اگر جسمی را گرم کنیم جرم ان ثابت می ماند ولی حجم ان افزایش پیدا میکند در نتیجه ی افزایش حجم , چگالی ماده نیز کمتر می شود .
- · یکای چگالی در SI بز حسب Kg /m3 است ولی اکر جرم جسم را بر حسب gr و حجم را بر حسب cm3 اندازه بگیریم چگالی بر حسب gr /cm3 بدست می اید , در گذشته جرم cm 31000 آب ċ 4 را gr 1000 می نامند . اگر چگالی ماده ای بر حسب 3gr / cm معلوم باشد , با ضرب کردن این عدد در 1000 چگالی را بر حسب kg /m3 بدست می اوریم .
چگالی نسبی :
چگالی نسبی یک ماده نشان دهنده ی آن است که این ماده چند بار از آ چگال تر است .
تنگ چگالی :
تنگ چگالی وسیله ای است برای بدست اوردن چگالی نسبی مایعات , در میان درپوش این تنگ سوراخی وجود دارد اگر درپوش را در جای خود قرار دهیم مایع اضافی از سوراخ درپوش خارج می شود به این ترتیب مایع داخل تنگ با جم خود تنگ برابر است برای تعیین چگالی نسبی یک مایع ابتدا جرم تنگ خالی را تعیین می کنیم m1 بعد جرم پر آب را بدست می اوریم m2 سپس جرم تنگ پر از سپس جرم تنگ پر از مایع مورد نظر را اندازه می گیریم m3 .
بدین ترتیب از (m3-m1) جرم مایع , (m2-m1) جرم آب هم حجم آب مایع بدست می اید . از تقسیم جرم مایع بر جرم آب هم حجم مایع , چگالی نسبی مایع حاصل می شود .در صورتی که چگالی آب gr /cm3 1 است .
رسم نمودار :
طبق رابطه m /v=هP که یک تابع خطی است و شیب آن عکس حجم می باشد داریم :