لطفا قبل از ايجاد تاپيک در انجمن پارسیان ، با استفاده از کادر رو به رو جست و جو نماييد
فاکس فان دی ال دیتا
صفحه 57 از 132 نخستنخست ... 74753545556575859606167107 ... آخرینآخرین
نمایش نتایج: از شماره 449 تا 456 , از مجموع 1053

موضوع: بانک مقالات شیمی

  1. Top | #449
    پارسیان (شاپرزفا)
    Bauokstoney آنلاین نیست.
    ورود به پروفایل ایشان

    عنوان کاربر
    ناظـر ســایت
    تاریخ عضویت
    Jan 1970
    شماره عضویت
    3
    نوشته ها
    72,809
    میانگین پست در روز
    4.44
    حالت من : Asabani
    تشکر ها
    1,464
    از این کاربر 18,856 بار در 14,692 ارسال تشکر شده است.

    موضوع پیش فرض وجود آب و اهميت آن در طبيعت

    وجود آب و اهميت آن در طبيعت

    آب مايه حيات است. شصت و هفت درصدوزن بدن انسان را آب تشكيل مي دهدكه حدود نيمي ار آن در سلول هاي بدن و باقيمانده آن در خون و ساير مايعات بدن يافت مي شود.آب مواد غذايي و همچنين موادي را كه بايند دفع شوند در بدن جابجا مي كند . اكسيژن هوا به وسيله ي هموگلوبين خون از ششها به سلول هاي بدن مي رسد.غذايي كه مي خوريم در محيط آبي هضم مي شود و محصولات هضم غذا بوسيله خون به سلول ها مي رسند و محصولات غير مفيد تنفس سلول ها به وسيله ي خون به عضوهايي كه براي دفع آنها نقش دارند،منتقل مي شوند.آب تنها ماده اي است كه در شرايط عادي موجود در زمين به هر سه حالت جامد،مايع و گاز يافت مي شود .آب خالص ماده اي بيرنگ ،بي بو و عملاًبي طعم است،در c100(درفشار يك جو مي جوشد) و در c0منجمد مي شود.آب در رودخانه ها درياها درياچه ها و اقيانوس ها وجود داردو به صورت برف و يخ نيز نواحي قطبي و قله هاي كوههاي بلند را مي پوشاند.

    خواص فيزيكي آب

    دماهاي ذوب و جوش آب و چند ماده مولكولي ديگر كه وزن مولكول هاي آنها به هم نزديك استدرزير داده شدهاست.به طوري كه ملاحظه مي كنيد دماهاي ذوب و جوش آب به ميزان قابل توجهي از ساير مواد مولكولي بيشتر است .علت آن را بايد در ساختارو پيوندهاي مولكول آب جستجو كرد.



    خاصيت قطبي آب

    براي نشان دادن خاصيت قطبي مولكولهاي آب چنانچه يك شانه پلاستيكي را به موهاي خشك خود كشيده ايد يا ميله اي را كه بر اثر مالش بار دار شده است به جريان بار يك و مداوم آب از شير آزمايشگاه مطابق شكل نزديك كنيد مشاهده مي كنيد كه جريان آب منحرف مي شود زيرا مولكول هاي قطبي آب به سمت بار الكتريكي ساكني كه در شانه يا ميله ايجاد شده است جذب مي شود.



    تجزيه الكتريكي آب

    آب تركيبي از هيدروژن و اكسيژن است و اجزاي تشكيل دهنده ي آن را مي توان با عبور دادن جريان برق از درون آب معين كرد . اين عمل الكتروليز ناميده مي شود .الكتروليز آب در ظرفي به نام ولتا متر انجام مي گيرد.الكترود هاي ولتامتر را به دوسر يك باتري مناسب وصل مي كنيم.الكترودي كه به قطب مثبت باطري وصل مي شود آند و الكترودي كه به قطب منفي وصل مي شوت كاتد ناميده مي شود.

    آب مقطر جريان آب را از خود عبور نمي دهداز اين رو بايد مقداري محلول سود يا اسيدسولفوريك به آن بيفزاييم و به هم بزنيم نا جرريا عبور كند.حباب هاي گاز روي الكترودها ظاهر مي شود و گازها زير لوله ها ي پر از آب روي الكترود ها جمع مي شوند .آزمايش نشان مي دهد كه مقدار سود يا اسيد تغيير نمي كند،يعني گازها از تجزيه آب بدست مي آيند .حجم گاز در كاتد تقريباًدو برابر حجم گاز دز آند است.

    گازهايي كه در لوله ها جمع مي شوند،يكسان نيستند.در آند گازي بيرنگ بدست مي آيد و يك چوب كبريت نيم افروخته در آن شعله ور مي شود. اين گاز اكسيژن است.



    در كاتد گازي بيرنگ بدست مي ايد كه در مجاورت هوا به كمك شعله مي سوزدو انفجار كوچكي توليد مي كند.اين گاز هيدروژن است

    اكسيژن و هيدروژن را كه از الكتروليز آب بدست مي آيند ،مي توان باهم تركيب كرد و دوباره آب بوجود آورد.آزمايش تركيب شدن اين دو گاز را در دستگاهي به نام آب سنج انجا ممي دهند.اين دستگاه از يك لوله با جدار ضخيم تشكيل شده است كه در آن دو ميله فلزي براي عبور جريان برق و ايجاد جرقه قرار دارد.اين لوله بر روي تشتك پر از جيوه واژگون مي كنند.

    براي انجام دادن آزمايش ،10 ميلي ليتر اكسيژن و 20 ميلي ليتر هيدروژن را وارد آب سنج كرده كرده جريان برق را وصل مي كنيم .باايجاد جرقه واكنش بين اين دوگازانجام ميشودوجيوه

    درلوله بالا مي رودوآب به صورت قطره هايي برجدارلوله مي نشيند.

    با دانستن اين كه از تجزيه آب 2 حجم هيدروژن و 1 حجم اكسيژن بدست مي آيد و تشكيل آن نيز همين نسبت حجمي مصرف مي شوند،مي توان نسبت حجمي اين دو عنصر را در آب حساب كرد. فرض كنيم كه در تجزيه آب يك ليتر اكسيژن و دو ليتر هيدروژن درشرايط متعارفي آزاد شده باشد . يك ليتر هيدروژن089/0گرم و يك ليتر اكسيژن 924/1 گرم وزن دارد.در نتيجه نسبت وزني اكسيژن به هيدروژن 871/0:934/1يا1:8 است.يعني در تشكيل آب يك قسمت وزني هيدروژن و 8 قسمت وزني اكسيژن لازم است.

    آب به عنوان حلال

    يكي از خواص قابل توجه آب توانايي آن در حل مواد ديگر است . پاره اي از نمك ها مانند كلريد سديم در آب حل مي شوند.علت حل شدن موارد جامد يوني در آب اثر جاذبه مولكولهاي قطبي آب براي يون هاي مثبت و منفي تشكيل دهندهي شبكه بلور است.به اين ترتيب مولكول هاي آب به درون شبكه بلور نفوز مي كنند و بر نيروهايي كه يون ها را در شبكه در شبكه بلور به يكديگر متصل نگهداشته اند غلبه كرده يون ها را از هم جدا مي كنند.به طوري كه يون ها در آب حل مي شوند . يون هاي مثبت و منفي به وسيله لايه اي از مولكول ها ي آب احاطه مي شوندو اين گونه يون هاي آب پوشيده مي نامند.در مقابل آن دسته از مواد جامد يوني كه انحلال پذيرند،مواد مولكولي غير قطبي مانند نفت و بنزين در آب (كه قطب است)حل نمي شوند.



    گاز ها نيز درآب انحلال پذيرند اما وقتي محلول بيشتر گاز ها در آب را مي جوشانيم گاز ها از آن خارج مي شوند. گازهايي مانند اكسيژن و نيتروژن به مقدار كم در آب حل مي شونداما همين مقدار كم اكسيژن براي آبزيان مهم است .دي اكسيد كربن در آب به نسبت خوب حل مي شوند و در اثر انحلال در آب باران محلولي مي دهدكه اندكي اسيدي است.در شهر هاي بزرگ و مناطق صنعتي در نتيجه استفاده از زغال سنگ،كك يا مواد نفتي گوگرد دار مقادير زيادي دي اكسيد گوگرد به وجود مي آيد.انحلال پذيري اين گاز در آب باران زياد است و محلول اسيدي مي دهد.ذره هاي كربن (دوده)موجود در هوا مي توانند بخار آب و گاز هاي اسيديبه خود جذب مي كند در نتيجه در درون اين ذره ها ي كربن غلظتهاي موضعي بالايي از اسيد به وجود مي آيد.گاز هاي ديگر به ويژه اكسيدهاي نيتروژن،از تخليه الكتريكي ميان ابر ها يا از واكنش اكسيژن و نيتروژن در موتور اتوموبيل ها حاصل مي شوند،نيز ممكن است در آب باران موجود باشند.اسن گازهاي اسيدي به سنگ بنا ها آسيب مي رسانندو خوردگي آهن را سريعتر مي كند.

    چرخه آب در طبيعت

    چهار پنجم از سطح زمين پوشيده از آب است اما تنها 3 درصد به صورت آب شيرين است. آب رودخانه ها كه درصد كمي از كل آب را تشكيل مي دهد بخشي است كه بيشترين مورد مصرف انسان قرار مي گيرد.آب از سطح در ياها و اقيانوس ها بخار مي شود و بخار آب بوسيله جريان باددر سطح زمين جابجا مي شود. بخار آب نامئي با تبديل شدن به قطره هاي بسيار كوچك آب،ابر را بوجود مي آوردو اين قطره ها بر اثر سرد شدن سرانجام به صورت برف يا باران فرو مي ريزند.آب باران يا آب حاصل از ذوب شدن برف ، خاك را مرطوب مي كند و رودخانه ها را پرمي كند.آب با نفوذ در خاك مقداري مواد حل شدني آن را حل مي كند و با خود مي برد.آب بيستر رودخانه ها به دريا مي ريزد از اين رو دريا انباري از مواد شيميايي است.

    آب سخت

    سختي آب معمولاًمربوط به وجود يونهاي كلسيم است.كربنات كلسيم در آب حل نمي شود اما آب باران كه داراي مقداري دي اكسيد كربن باشد مي توان سنگهاي آهكي را در خود حل كند.در اين واكنش كربنات هيدروژن كلسيم تشكيل مي شود كه انحلال پذير است:



    اين واكنش برگشت پذير است و چنانچه آب را بجوشانيم كربنات كلسم از نو حاصل مي شودو اين همان رسوب سفيد رنگي است كه در كتري يا ديگ بخا ر مشاهده ميشود:



    چند يون فلزي كه به طور عمده يون هاي كلسيم،منيزيم و آهن باشند توليد سختي مي كنند.اين يون ها با صابون يا با بعضي شوينده ها واكنش مي دهند. صابون معمولي با يون كلسيم تولي رسوب مي كنند . از اين رو صابون در /اب سخت به خوبي كف نمي كند و براي انجام دادن شست و شو بايد مقدار صابون بيشتري به كاربرده شود در ضمن پارچه هم لك مي شود.

    چنانچه سختي آب مربوط به يون هاي كلسيم و منيزيم به صورت نمك انحلال پذير كربنات هيدروژن باشد ان را سختي موقتي مي نامند و اين نوع سختي با جوشاندن آب و تشكيل نمكهاي انحلال نا پذير كربنات كلسيم و كربنات منيزيم بر طرف مي شود.يكي از روش هاي ملايم كردن آب استفاده از روش تقطير است ،دستگاهي كه در آزمايشگاهها براي تقطير به كار مي رود . اين دستگاه شامل بالن با لوله جانبي براي جوشاندن آب،يك خنك كننده براي خنك كردن بخارآب و يك بالن تخت براي جمع آوري آب مقطر است . اين روش تقطير نسبتاًگران است و معمولاً در مقياس وسيع به كار برده نمي شود. يكي از موارد مصرف آب مقطر در پزشكي و داروسازي براي تهيه آمپولها و سرم هاست.روش ديگري كه براي ملايم كردن آب بكار مي رود شامل اضافه كردن كربنات سديم است . كربنات سديم در آب به طور كامل جدا مي شود و يون هاي كربنات آن با يون هاي كلسيم و منيزيم موجود در آب تركيب شده به صورت رسوب جدا مي شوند.



    كشش سطحي آب

    به طوري كه قبلاً ديديم مولكول هاي آب خاصيت قطبي دارند و يكديگر را جذب مي كنند.در زير سطح آب هر مولكول از هر جهت تحت تاثير نيروهاي جاذبه ي مولكولهاي ديگر است اما مولكول هاي موجود در سطح تحت تاثير كششي از سمت بالا نيستند . نتيجه ي آن كه مولكول هاي سطح آب به وسيله ي مولكول هايي كه در زير آنها قرار دارند به سمت درون كشيده مي شوند و اين درست مثل اين مي ماند كه روي آس ((پوست نازكي))وجود دارد . اين پوست نازك سبب مي شود كه آب نتواند به خوبي در پارچه نفوز كند و آن را تر كند. اما اگر بخواهيم چيزي را بشوييم بايد كاملاً((تر))شود . درنتيجه براي بالا بردن قدرت تر كنندگي آب بايد ماده اي اضافه كرد تا پوست نازك آب را سست كند.صابون و شوينده هاي سنتزي مي تواند اين كار را انجام دهند.



    تصفيه آب طبيعي

    براي تامين آب آشاميدني شهر هاي بزرگ ابتدا آب رودخانه ها را در حوضهاي بزرگ زخيره مي كنند بر اثر تابش نور خورشيد بسياري از باكتريهاي مولد بيماري ها كه در آب موجودندكشته ميشوند.آب داراي مواد ريز كلوييدي است كه منشا آنها به طور عمده خاك رس است . اين ذره ها باره الكتريكي دارند و يكديگر را دفع مي كنند و از اين رو به صورن معلق انداين ذره ها در اين حوض ها به كندي ته نشين مي شوند . براي تسريع در ته نشين شدن ذره هاي كلوييدي مي توان تركيب هاي آلومينيم به آن افزود اين يون ها ذره هاي كلوييدي را خنثي كرده ته نشين مي شوند.

    عيب زخيره كردن آب در حوض اين است كه گاهي جلبك ها در آن رشد مي كنند و رشد آنها سبب برگشتن طعم آب مي شوند.براي جلوگيري از رشد جلبك ها سولفات مس اضافه مي كنند ول مقدار آن خيلي كم بايد باشد چون كه مقدار زياد آن موجب مسموميت انسان ميشود.

    آب را پس از حوض ته نشيني از روي صافي شني عبور مي دهند و در مرحله بعد باكتري هاي باقيمانده را با كلر زدن از بين مي برند . در انجام دادن اين كار بايد دقت شود زيرا زيرا اگر مقدار كلر از 1/0 قسمت در ميليون قسمت باشد باكتري هارا نمي كشد و اگر بيش از يك قسمت در يك ميليون قسمت باشد آب بد مزه مي شود. نسبت كلر مصرف شده را بر حسب فصول سال و احتمال شيوع بيماريها ي منتقل شده بوسيله ي آب ، كم و زياد مي كنند.

    آلودگي هاي آب

    آب جاري در جويها و آبي كه در منازلپس از مصرف در آشزخانه ،حمام،توالت وارد فاضلاب مي شود ،آلوده است و در شهر هاي بزرگ كه از سيستم فاضلاب شهري استفاده مي شود لازم است كه آب را پيش از رها كردن به رودخانه ها يا براي مصارف كشاورزي ؤتصفيه كنند،تصفيه فاضلاب شهري در سه مرحله صورت مي گيرد.مرحله اول شامل حذف مواد جامد است براي اين منظور از تورهاي سيمي استفاده مي شود تا تكه هاي چوب و كهنه جمع آوري شوند . پس از آنكه فاضلاب را با سرعت كم در كانالهايي وارد مي كنند تا ذره هاي نخاله و شن آن ته نشين شوند سرانجام در مخزن هاي بزرگي نگه مي دارندتا در آنجا مواد جامد باقيمانده ته نشين شوند . به اين ترتيب در ته مخازن لجن جمع مي شود كه از آن با استفاده از باكتري هاي غير هوا زي گاز متان براي مصرف سوخت توليد مي كنند . مرحله دوم شامل حذف مواد آلي زائد است .براي اين منظور فاضلاب را از روي يك بازوي گردان روي بستري از شن هاي درشت مي پاشند اين فاضلاب قطره قطره از لا به لاي دانه هاي درشت شن رد مي شوند باكتري هاي هوازي در سطح شن ها رشد مي كنند و در معرض هوا از فاضلاب تغذيه مي كنند و به اين ترتيب ماده ي آلي به نيتراتها،فسفاتها و گازهايي مثل دي اكسيد كربن شكسته مي شوند.آبي كه از اين بستر خارج مي شود پس از عبور از مخزن ته نشيني و سپس كلر زني خلوص آن در حدي است كه به رودخانه هدايت مي شود يا براي آبياري به كار مي رود. مرحله سوم شامل حذف نيترات ها و فسفات هاست.اين نا خالصي هاي انحلال پذير براي گياهان مادهي غذايي مناسبس به شمار مي رودو از اين رو موجب رشد بيش از حد جلبك ها مي شوند در اين صورت با مصرف اكسيژنحل شده درآب زندگي آبزيان از جمله ماهيها به مخاطره مي افتد. در پودر هاي شوينده نيز از فسفاتها استفاده مي شود و اين امر به نوبه خود به افزايش مقدار فسفات در فاضلاب كمك مي كند.

    مقادير زيادي كودهاي نيتروژن دار و فسفر دار در زمين هاي كشاورزي به كار مي رود.آب باران مقاديري از اين مواد را با خود به رودخانه ها و آبهاي زيرزميني مي برد وموجب آلودگي اين آبها مي شود.

    كار خانه هاي توليد مواد شيميايي اجازه ندارد فاضلاب كارخانه را به سيستم فاضلاب شهري يا رودخانه سرازير كنند

    «« در جهان هیچ چیز بهتر از راستی نیست »»

  2. کاربر مقابل از Bauokstoney عزیز به خاطر این پست مفید تشکر کرده است:

    moderator (Sunday 18 April 2010-1)

  3. Top | #450
    پارسیان (شاپرزفا)
    Bauokstoney آنلاین نیست.
    ورود به پروفایل ایشان

    عنوان کاربر
    ناظـر ســایت
    تاریخ عضویت
    Jan 1970
    شماره عضویت
    3
    نوشته ها
    72,809
    میانگین پست در روز
    4.44
    حالت من : Asabani
    تشکر ها
    1,464
    از این کاربر 18,856 بار در 14,692 ارسال تشکر شده است.

    موضوع پیش فرض Npt چیست؟

    NPT چیست؟
    NPT (Nuclear non-proliferation Treaty) یا همان پیمان منع گسترش سلاح های هسته ای، پیمانی است که دسترسی کشورها را به سلاح های هسته ای محدود می کند. این پیمان را در سال 1968 ایرلند پیشنهاد داد و فنلاند اولین کشوری بود که عضو آن شد. سال 1992 هم پنج کشور دارای سلاح هسته ای آن را امضاء کردند. سه سال بعد هم مفاد این پیمان بازنگری و تجدیدنظر شد و بسیاری از کشورهای عضو NPT برنامه های هسته ای خود را تغییر دادند. برخی کشورها هم که در حال ساخت یا تحقیق برای دسترسی به سلاح هسته ای بودند از دسترسی به سلاح هسته ای صرف نظر کردند.
    رکن اول-منع تکثیر. پنج کشور فرانسه، چین، روسیه، بریتانیا و ایالات متحده، در زمان عقد قرارداد به سلاح هسته ای دست یافته بودند. طبق رکن اول، این پنج کشور مجاز به داشتن سلاح هسته ای هستند اما نباید سلاح هایشان را در اختیار کشورهای دیگر قرار دهند و کشورهای غیرمجاز هم نباید به این سلاح ها دسترسی پیدا کنند. همچنین رکن اول مشخص می کند که کشورهای مجاز نمی توانند در برابر کشورهای دیگر از این سلاح استفاده کنند مگر اینکه با استفاده از سلاح هسته ای مورد حمله قرار گرفته باشند.
    رکن دوم – خلع سلاح. طبق این رکن انبارهای نظامی- هسته ای و سلاح های کشورهای مجاز مورد بازرسی قرار می‌گیرد تا مبادا تکثیر غیرمجاز داشته باشند. علاوه بر این کشورهای غیرمجاز هم مورد بازرسی قرار می‌گیرند تا بطور مخفیانه سلاح هسته ای تولید نکنند.
    رکن سوم – حق دسترسی و استفاده از تکنولوژی صلح آمیز هسته ای. رکن سوم این پیمان به کشورهای غیرمجاز حق رسیدن به تکنولوژی صلح آمیز هسته ای را می دهد. البته این کار باید با نظارت و شرایط NPT انجام شود. این رکن هیچ کشوری را مستثنی نمی کند. رکن سوم به کشورهای عضو NPT که هیچکدام از اصول را زیر پا نگذاشته اند اجازه‌ی غنی سازی برای تولید سوخت هسته ای را نیز می‌دهد. جالب است بدانید که سه کشور هند، پاکستان و اسرائیل چون پیمان NPT را منصفانه نمی دانستند از امضای آن صرف نظر کردند. هند و پاکستان رسماً تایید کردند که سلاح هسته ای دارند و اسرائیل گرچه تایید نکرده است اما تاکنون آزمایشات زیادی انجام داده است و به احتمال زیاد ------ هسته ای دارد.
    کره‌ی شمالی هم ابتدا عضو NPT شد اما در سال 2003 بخاطر ---------- های یک طرفه‌ی آمریکا و غرب از این پیمان کنار کشید. دو سال بعد کره رسماً اعلام کرد که به سلاح هسته ای دست یافته است. ایران هم در سال 2004 پیمان را امضاء کرد. ورود ایران به NPT از آن زمان آغاز شد که آمریکا ادعا می کرد ایران در حال ساخت سلاح‌های هسته ای است. بعد از ورود ایران به NPT ماموران آژانس بین المللی انرژی اتمی شروع به بازرسی تاسیسات هسته ای کردند.
    بند 15 پیمان NPT مشخص می کند که کشور امضاء کننده می تواند هنگام بروز شرایط غیرعادی و به خطر افتادن مصالح ملی کشور از پیمان کناره گیری کند. برای این کار لازم است از سه ماه قبل با ارائه‌ی دلیل قانع کننده مدیریت IAEA رسماً توجیه شود.


    انرژی هسته ای – سوخت پاک....
    امروزه در حالی که مشکل آلودگی هوا، پدیده‌ی گرم شدن زمین و تولید بیش از حد گازهای گلخانه‌ای، تبدیل به معضل بزرگی شده است، تولید برق با استفاده از انرژی هسته‌ای به نظر بهترین راه می‌رسد. جالب است بدانید ترتیب تولید کربن به ازای مقدار مشخصی از انرژی برای مواد مختلف از این قرار است:
    زغال سنگ، نفت، گاز طبیعی، انرژی خورشیدی، باد و در آخر ... منابع هسته ای.
    بنابراین سوخت هسته‌ای، یک سوخت پاک بشمار می رود. در فرانسه، تولید آلاینده‌های محیطی بدلیل بکارگیری برق هسته‌ای به میزان 80 درصد کاهش یافته است. از طرفی، بدلیل حجم و وزن محدود سوخت هسته‌ای و کمتر بودن فعالیتهای استخراج و حمل و نقل، برتری آن مشخص تر می گردد. به نظر می‌رسد با توجه به منابع محدود و رو به پایان سوخت‌های فسیلی و مزیت‌های ذکر شده، چاره‌ی کار استفاده از سوخت هسته‌ای باشد...

    الف) ماده‌ی اولیه
    برای شروع باید ماده اولیه‌ی کار را تهیه کرد. به نظر می‌رسد در حال حاضر اورانیوم بهترین گزینه برای تولید انرژی هسته‌ای باشد. البته در کشورهایی مانند ایران که منابع اورانیوم در آنها محدود می‌باشد، گویا جایگزینی عنصر توریم (90Th) با توجه به منابع نسبتاً غنی آن در ایران، گزینه ی مناسب‌تری است. بهر حال، اورانیوم در حال حاضر حرف اول را می زند.
    منبع طبیعی اورانیوم سنگ معدن آن است که منابع آن هم پس از مطالعات طولانی شناسایی می‌شود. سنگ معدن استخراج شده شامل 0.72 درصد اورانیوم 235 و 99.275 درصد اورانیوم 238 (و 0.005 درصد اورانیوم 234) می‌باشد.
    ب) کیک زرد
    تکه‌سنگهایی که از استخراج بدست می‌آید به آسیاب فرستاده می‌شود و خرده‌سنگهایی با ابعاد یکسان تولید می شود. برای جدا کردن اورانیوم از سنگ معدن آن باید از اسید‌سولفوریک استفاده کرد. محصول بدست آمده در این مرحله، کیک زرد (Yellow Cake) نامیده می‌شود.
    کیک زرد بطور مستقیم قابل استفاده در غنی‌سازی نیست و باید به گاز تبدیل شود. بنابراین در مرحله‌ی بعد، طی فرایندی این کیک به «هگزا فلوئورید اورانیوم (UF6)» گازی تبدیل می‌شود.
    ج) غنی‌سازی اورانیوم
    راکتورهای هسته‌ای دو نوعند: راکتور آب سنگین و راکتور آب سبک. در راکتور آب سنگین می توان از اورانیوم طبیعی بعنوان سوخت استفاده کرد و همان میزان 0.72 درصد اورانیوم 235 (یعنی اورانیوم غنی نشده) کافی است، ولی در راکتور آب سبک برای ادامه‌ی واکنشهای زنجیره‌ای جهت تولید انرژی، میزان 0.72 درصد اورانیوم 235 کافی نیست. لازم به ذکر است که این اورانیوم 235 است که واکنشهای موجود در راکتور را پیش می برد و باید درصد آن تا مقدار مشخصی (2 تا 3 درصد برای یک نیروگاه هسته‌ای و بیش از 90 درصد برای ------ هسته‌ای) افزایش یابد. این یعنی غنی‌سازی. نیروگاه بوشهر از نوع آب سبک و نیروگاه اراک از نوع آب سنگین است. برای غنی‌سازی روشهای مختلفی وجود دارد:
    انتشار گازی (دیفیوژن)، سانتری‌فیوژ، الکترومغناطیس، لیزر و روش ایرودینامیکی نازل.
    در روش الکترومغناطیس، اورانیوم یونیزه شده را با سرعت وارد میدان مغناطیسی می‌کنند. یونها با توجه به جرم متفاوتی که دارند شعاع های متفاوتی را طی می‌کنند.
    در روش دیفیوژن، گاز UF6 را تحت فشار زیاد از ستون هایی عبور می دهند که جداره های این ستونها دارای منافذی است. این جداره ها اتم‌های سبک‌تر را با سرعت بیشتری عبور می‌دهند. در نتیجه 235UF6 از 238UF6 سریع‌تر عبور می‌کند. با تکرار این فرایند بتدریج غلظت اورانیوم 235 افزایش پیدا می‌کند. مهمترین عیب این روش این است که در هر مرحله جداسازی، غلظت ایزوتوپهای سبک نسبتاً پایین است و باید این مرحله به دفعات تکرار شود. از همین جا می‌توان فهمید که پرخرج ترین مرحله‌ی تولید سوخت اتمی، مرحله غنی‌سازی است؛ چون از هزاران کیلوگرم سنگ معدن اورانیوم، فقط 140 کیلوگرم اورانیوم طبیعی بدست می‌آید و فقط یک کیلوگرم اورانیوم 235 خالص در آن وجود دارد. برای تهیه و تغلیظ اورانیوم در حد 5 درصد، حداقل 2000 ستون متخلخل با ابعاد نسبتاً بزرگ و پی‌در‌پی لازم است تا نسبت ایزوتوپها از یک ستون به ستون دیگر به مقدار تنها 0.01 درصد غنی شود!!!
    در روش سانتری‌فیوژ، گاز UF6 را به مخزن‌های استوانه‌ای تزریق می‌کنند و آن را با سرعت بسیار زیادی می‌چرخانند. نیروی گریز از مرکز موجب می‌شود 235UF6 که اندکی سبکتر از 238UF6 است، از آن جدا شود. این فرایند در مجموعه‌ای از مخازن صورت می‌گیرد و در نهایت اورانیوم با سطح غنی شده ی مطلوب بدست می‌آید. هرچند روش سانتری‌فیوژ نیازمند تجهیزات گرانقیمتی است، اما هزینه‌ی غنی‌سازی با سانتری‌فیوژ نسبت به روش انتشار گاز کمتر است. تاسیسات غنی سازی سایت نطنز از نوع سانتری‌فیوژ است.
    در روش دیگر یعنی لیزر، مواد خام بیشتری در هر مرحله غنی می‌شود و سطح غنی‌سازی آن نیز بالاتر است.
    د) تولید انرژی هسته‌ای
    با برخورد یک نوترون، اورانیوم 235 به دو عنصر دیگر شکافته می‌شود و بطور متوسط 2.5 نوترون و 200 میلیون الکترون ولت انرژی تولید می‌شود. نمونه‌ای از این واکنش‌ها بصورت زیر است:

    235U + n à 141Ba + 92Kr + 3n
    235U + n à 139Te + 94Zr + 3n
    از شکافت اتم‌های یک گرم اورانیوم، حدود صدها‌هزار مگاوات انرژی تولید می شود و این است آن انرژی عظیم هسته ای!!! اگر کنترلی در مهار کردن تعداد نوتون ها نباشد واکنش شکافت داخل توده‌ی اورانیوم بصورت زنجیره‌ای انجام می‌شود و در کمتر از یک هزارم ثانیه انفجار شدیدی رخ خواهد داد. در نیروگاه هسته‌ای واکنش زنجیره‌ای به آهستگی و در یک سلاح هسته‌ای با سرعت زیاد روی می‌دهد، اما در هر دو حالت باید کنترل دقیقی روی آن وجود داشته باشد.
    واکنشهای هسته‌ای در قلب راکتور صورت می‌گیرند. در این مرحله باید میله‌ی سوخت تهیه شود...
    در ادامه اورانیوم غنی‌شده که به شکل UF6 است به پودر UO2 تبدیل می شود. این پودر فشرده شده، به شکل قرص‌هایی در می‌آید و این قرص‌ها در معرض حرارت بالا به قرص‌های سرامیکی سخت تبدیل و در لوله‌ی بخصوص قرار داده می‌شوند. حال، میله‌ی سوخت آماده است. این استوانه‌ها درون ماده‌ای که "کندکننده" نامیده می‌شود، غوطه‌ور می‌شوند. کندکننده به منظور کندسازی و بازتاباندن نوترون‌هایی که در واکنش شکافت تولید می‌شوند، مورد استفاده قرار می‌گیرد و متداول‌ ترین کندکننده، آب سنگین (ایزوتوپ دوتریوم هیدروژن) می‌باشد. سرعت واکنشها را به کمک میله‌هایی که در قلب راکتور قرار می‌گیرد کنترل می‌کنند. این میله‌ها معمولاً از جنس ماده‌ای مانند کادمیم (که نوترون ها را به خوبی جذب می‌کند) ساخته می‌شوند. برای اینکه آهنگ واکنش افزایش یابد، میله‌ها را تا حدودی از قلب راکتور بیرون می‌آورند و برای کاستن سرعت واکنش یا متوقف ساختن آن، میله‌ها را بیشتر در قلب راکتور فرو می‌برند. نتیحه‌ی واکنش راکتور بصورت انرژی گرمایی بسیار زیاد ظاهر می‌شود. گرمای تولید شده را بکمک جریان سیالی که از قلب راکتور می‌گذرد به محفظه‌ی مبادله کننده‌ی گرما که در آن آب وجود دارد منتقل می‌کنند. آنجا آب تبخیر شده و بخار متراکم شده توربین را می‌چرخاند و برق تولید می‌شود.
    ه) زباله‌های هسته‌ای
    بعد از تولید انرژی در راکتور، چیزی که برجای می‌ماند، زباله‌های رادیواکتیو است. این زیاله‌ها با این که حجم کمی دارند ولی از حساسیت زیادی برخوردارند. سوخت مصرف شده که از راکتور خارج می‌شود، بسیار داغ و رادیواکتیو است و اشعه ها و یونهای فراوانی را می‌تاباند. بنابراین باید سرد شده و از تابش رادیواکتیو آنها نیز جلوگیری شود. به این منظور استخرهایی در کنار راکتورها تعبیه شده است. آب داخل استخر هم میله‌های سوخت مصرف نشده را خنک می‌کند و هم بعنوان پوشش حفاظتی در برابر رادیواکتیو عمل می‌کند. به مرور زمان گرما و تابش کاهش می‌یابد و بعد از 40 سال به 0.001 مقدار اولیه می‌رسد. 3 درصد سوخت مصرف شده در یک راکتور آب سبک، ضایعات بسیار خطرناکی هستند ولی بقیه آن، مقادیر قابل توجهی پولوتونیوم و اورانیوم 235 و 238 است. این مواد را می‌توان با روشهای شیمیایی از هم جدا کرد و با شرایط اقتصادی و قوانین حقوقی خاص، آن را برای تهیه‌ی سوخت هسته‌ای جدید، بازیافت کرد. در نهایت زیاله‌ها را درون محفظه‌های فولاد زنگ نزن، قرار داده و در منطقه‌ای پایدار (از نظر جغرافیایی) انبار می‌کنند.
    «« در جهان هیچ چیز بهتر از راستی نیست »»

  4. کاربر مقابل از Bauokstoney عزیز به خاطر این پست مفید تشکر کرده است:

    moderator (Sunday 18 April 2010-1)

  5. Top | #451
    پارسیان (شاپرزفا)
    Bauokstoney آنلاین نیست.
    ورود به پروفایل ایشان

    عنوان کاربر
    ناظـر ســایت
    تاریخ عضویت
    Jan 1970
    شماره عضویت
    3
    نوشته ها
    72,809
    میانگین پست در روز
    4.44
    حالت من : Asabani
    تشکر ها
    1,464
    از این کاربر 18,856 بار در 14,692 ارسال تشکر شده است.

    موضوع پیش فرض لومينسانس

    لومينسانس اگر تركيبي پس از برانگيختگي الكتروني ، نشر نور داشته باشد . اين تركيب لومينسان است . لازم به ياد آوري است براي بروز خاصيت لومينسانس، بايد سرعت بازگشت تابشي به وسيله نشر فوتون، با زوال گرمايي انرژي حالت برانگيخته به محيط اطراف قابل رقابت باشد. بايد توجه داشت بازگشت نشري به نسبت سريع در دماي اتاق پديده متداولي نيست، بنابراين تعداد سيستم هاي لومينسانس قوي ، در اين شرايط به نسبت كم است. با اين وجود، چنين سيستم هايي وجود دارد و دو نوع فرآيند در آنها مي توان مشاهده كرد . 1ـ فلوئورسانس : در اين فرآيند ، بازگشت نشري حالت برانگيخته به حالت پايه از نظر اسپيني مجاز است ( يعني چندگانگي اسپين تغيير نمي كند ، Ds=0) . اين جهش اسپين مجاز و به طور معمول سريع است ( در حدود نانو ثانيه sec 9-10 است ) . 2ـ فسفرسانس : در اين فرآيند ، بازگشت نشري حالت برانگيخته به حالت پايه از نظر اسپيني غير مجاز است ( Ds¹0 ) است و بنابراين ، به طور معمول كند است . يك نمونه بارز از خاصيت فسفرسانس به وسيله ياقوت كه از جايگزين شدن تعداد كمي از يونهاي +3 At به وسيله +3 Cr در آلومينا Al2O3) ) تشكيل شده است، ارائه مي شود. هريونCr 3+ ( 3 3d) به وسيله شش يون-2O با آرايش هشت وجهي احاطه شده و نخستين فرآيند بر انگيخته شدن آن فرآيندهاي اسپين مجاز ذيل هستند: t2g3 ® t2g2 eg1 4A2g ® 4T2g , 4A2g ®0T1g اين دو جذب درگسترة سبز و بنفش ضعيف صورت مي گيرد و رنگ قرمز ياقوت را سبب مي شود . فرآيند عبور بين سيستمي به حالت­2E آسايش t23g در مدت زمان چند پيكو ثانيه يا كمتر رخ مي دهد َ، و با بازگشت نشري اين حالت دوتايي به حالت پايه چهار تايي، نشر فسفر سانس قرمز در طول موج 627nm صورت مي گيرد. اين نشر قرمز به رنگ قرمز حاصل از جذب طول موج هاي سبز، بنفش و نورسفيد افزوده مي شود و درخشندگي اين سنگ قيمتي را بالا جدا شود. مكانيسم فسفر سانس شامل فرآيند عبور سيستمي و يا تبديل حالت برانگيخته اوليه به حالت برانگيخته اي با چند گانگي اسپين متفاوت بدون نشر نور است. چون بازگشت نشري اين حالت برانگيخته به حالت پايه، اسپين غير مجاز است، اين حالت برانگيخته دوم به صورت مخزن انرژي در مي آيد. البته ‌همان گونه كه جفت شدن اسپين اوربيت، عبور بين سيستمي را امكان پذير مي سازد، موجب سست شدن يا نقص قاعدة گزينش اسپين نيز مي شود. بنابراين، بازگشت نشري اسپين غير مجاز را هر چند كند، امكان پذير مي سازد. طول عمر يك حالت فسفرسان مي تواند در حد ميكرو ثانيه يا بيشتر باشد. اجسام شب تاب در جنگ جهاني اخير براي اينكه هواپيماهاي دشمن شهرها و محلات را از بالا تشخيص ندهند تمام شهرها را تاريك كرده بودند بطوريكه نه فقط چراغ خيابانها روشن نبود بلكه از هيچ در و پنجره اي هم روشنائي به خارج نمي افتاد در يك چنين ظلمتي خطر تصادف و برخورد اشخاص بيكديگر زياد بود . در اين مواقع تاريكي و ظلمت بود كه اهميت اجسام شب تاب معلوم گرديد. مردم براي جلوگيري از تصادف به سينه خود دكمه هايي از اجسام شب تاب مي دوختند و بعرض نيم متر ديوار پناهگاهها را رنگ شب تاب مي ماليدند تا پس از خاموش شدن چراغ تاريكي مطلق حكمفرما نگردد. انواع اجسام شب تاب را بر اساس ساختار و كاربردشان در زير بحث مي كنيم. اجسام شب تاب لنارد فسفري ساختار: اجسام شب تاب لنار از سولفورهاي كلسيم و باريم و استرانسيم و روي تشكيل شده كه داراي مقدارجزئي فلزات سنگين مانند بيسموت و مس و يا منگنز هم مي باشند. از آنجائيكه سولفور فلزات قليايي خاكي بر اثر رطوبت تخريب مي شوند با قشري از لاك مثل زاين لاك يا دامارلاك آنها را حفظ مي كنند . اجسام شب تاب بايستي نخست نور ببينند و آنگاه تا مدت محدودي از خود اشعه صادر مي نمايند . رنگ شب تاب زرد بر اساس سولفور روي و رنگ شب تاب آبي بر اساس سولفور كلسيم و استرنسيم است . كاربرد :‌ اين اجسام شب تاب را در تهيه دكمه هاي شب تاب و صفحات شب تاب و پشت جلدهاي شب تاب و عكسهاي شب تاب و نقشه آسمان بكار مي برند و نيز روي دستگاههاي حشره گيرمي مالندهمچنين لباسهاي شب تاب و توپهاي تنيس شب تاب و دستگاههاي نجات شب تاب و قفلهاي شب تاب و كليد برق و عقربه و شماره هاي ساعت و قطب نماي شب تاب و صفحاتي كه اشعه ايكس روي آن مي افتد و نمايان ميگردد را با كمك اين اجسام شب تاب درست مي كنند . اجسام شب تاب در تهيه صفحه درخشان ميكروسكوپ الكتروني هم بكار مي روند و امروزه بيشتر سولفور روي و سيليكات روي را در تهيه صفحه درخشان اشعه ايكس استعمال مي نمايند. اجسام شب تاب راديواكتيو ساختار : اين اجسام مخلوطهايي به نسبتهاي مشخصي از اجسام شب تابي كه به رنگ زرد مايل به سبز مي درخشند و مواد راديو اكتيو مانند راديوم، راديو، ‌توريم و مزوتوريم و غيره مي باشند . اشعه آلفائي كه روي شبكه بلوري سولفور روي فرود مي آيد توليد جرقه هاي زياد كوچكي مي كند كه با ذره بين يا در زير ميكروسكوپ مي توان مشاهده نمود و اين اشعه را راديوم صادر مي نمايد. عمر اين اجسام شب تاب به شرطي كه قبلا هيچ نوري نبينند بيش از ده سال است . كاربرد: اجسام راديو اكتيو را به روش هاي مخصوص در داخل بلورهاي سولفور روي بخار مي كنند سپس اين اجسام شب تاب راديو اكتيو را روي عقربه و شماره هاي ساعتها همچنين قطب نماي كشتيها مي مالند تا شب تاب گردند . اجسام شب تاب داراي فلوئور سانس ساختار : اين اجسام اغلب آلي هستند و خودشان هم نمي درخشند بلكه نور ماوراي بنفش موج كوتاه لامپهاي مخصوص را به نور موج بلند قابل رويت تبديل مي كنند . اين دسته اجسام ( لوموگن ال آبي Lomogen.L.Blau ( و) لوموگن ال زرد جلادار ( Lumogen.L.Brillantgelb و غيره مي باشند. معمولا نور را بوسيله لامپهاي بخار جيوه اي از فاصله ده تا بيست متر به اين اجسام داراي فلوئورسانس مي تابانند ولي براثر نورافكنها هم مي درخشند. كاربرد: لوموگن ال ( Lumogen.L ) يك رنگ آلي زرد است كه بر اثر تابش نور ماوراي بنفش مي درخشد و به علت ارزاني و ثبات به مقدار زياد به اسم شبرنگ براي مشخص كردن پله ها و ستونها و چهار راههاي عبور وسائل نقليه و غيره مصرف مي گردد . توليد نقاط كوانتومي وآماده سازي آن ها براي اتصال به آنتي بادي هاي منوكلونال » به منظور تشخيص سرطان تخمدان و سينه صورت مي گيرد. تشخيص سرطان هايي نظير سرطان تخمدان و پستان با استفاده از آنتي بادي هاي منوكلونال ضد پروتئين هاي خاص هر يك از اين سرطان ها صورت مي گيرد كه به عنوان نشانگر اين نوع سرطان ها شناخته مي شوند. البته كار آمد كردن اين روش مستلزم استفاده ازمواد فلوئور سانس است كه با استفاده از ميكروسكوپ فلوئورسانس قابل مشاهده و با استفاده از روش هاي ديگري چون فلوريمتري و فلوسايتومتري نيز قابل اندازه گيري كمي مي باشند. براي اين كه بتوان اتصال آنتي بادي هاي مذكور با نشانگرهاي اختصاصي سرطاني را مشاهده و بيماري را تشخيص داد ، لازم است ابتدا آنتي بادي منوكلونال را به مولكولي با خاصيت فلوئورسانس متصل كرد تا مولكول مربوطه قادر به ايجاد يك سيگنال رنگي شود ؛ سپس نمونه زيستي فرد بيمار ( سرم و يا نمونه هاي بيوپسي از محل مشكوك به سرطان ) در معرض اين مولكول قرار گرفته و در انتها با مشاهده سيگنال رنگي در مقايسه با كنترل هاي منفي و مثبت مي توان به وجود يا عدم وجود پروتئين خاص و درنتيجه تاييد يا نفي بيماري موردنظر پي برد. نقاط كوانتومي مزيت هاي عمده اي نسبت به رنگ هاي فلوئورسانس متداول دارند ؛ به عنوان مثال ، اين ذرات طيف جذبي بسيار گسترده تري نسبت به مواد شيميايي فلوئور سانس دارند به طوري كه بسياري از آنها را به طور هم زمان تنها با يك طول موج مي توان تحريك كرد . هم چنين طيف نشري اين ذرات باريك و محدود است به گونه اي كه اغلب با يكديگر همپوشاني ندارند و مي توان از چند نوع از آنها به طور هم زمان استفاده كرد . درخشندگي بيشتر و در نتيجه دقت بالاتر نسبت به رنگ هاي فلوئور سانس از مزاياي ديگر اين تركيبات مي باشد . به دليل همين پايداري بيشتر ، مي توان حتي حركت پروتئين ها و تغيير موقعيت آنها در سلول هاي زنده در حال رشد را تا مدتي حتي تا پانزده دقيقه به وسيله تصوير برداري مشاهده كرد كه به اين روش تصوير برداري به طور زنده يا Live Imaging گفته مي شود . تركيبهاي كبالت ( II ) C0F2 (ميخكي رنگ) از اثرHF برCoCl2 اما CoCl2 (آبي رنگ)2CoBr (سبز رنگ) CoI2 ( سياه رنگ )ازاثر مستقيم هالوژن بر كبالت حاصل مي شود. كلريد كبالت (II) در دماهاي مختلف تغيير ماهيت و تغيير رنگ مي دهد: CoCl2 , 6H2o ~ 50ْC CoCl2 , 4H2o 60ْC CoCl2 , 2H2O آبي متمايل به بنفش ميخكي رنگ ميخكي رنگ (چهاروجهي) (هشت وجهي) (هشت وجهي) 90ْC CoCl2 , H2o CoCl2 آبي رنگ آبي رنگ CoO ( سبزرنگ ) ، سولفيد CoS ( سياه رنگ ) و هيدروكسيد Co(OH)2 ( آبي رنگ ) اگر تازه تهيه شده باشند، در اسيد حل مي شوند . نمكهاي+2Co غالباً درآب حل مي شوند ، مانند: CoX2 , 6H2O ( غير از فلوئوريد)6H2O،CO(NO3)2 و6H2O ،COSO4 و7H2O ،COSO4 كه عموما رنگ ميخكي (گاهي آبي) دارند واز واكنش كبالت ويا كربنات و هيدروكسيد آن در اسيد ها حاصل مي شوند. Co(OH)2 تا حدي خصلت آمفوتري دارد و در سود و پتاس غليظ محلول آبي رنگ -2[Co(OH)4] مي دهد و به آساني در محيط قليايي به وسيله –OH اكسيد مي شود . Co(OH)2 + OH-®CoOOH) ¯( سياه) + H2O + e- كبالت ( II) غالباً كمپلكسهاي هشت وجهي ( ميخكي رنگ ) و چهار وجهي ( آبي رنگ ) و به ندرت ( مثلا با دي متيل گلي اكسيم ) كمپلكس مربعي تشكيل مي دهد كه از نظر پايداري تفاوت اندكي با هم دارند . در محلول بين آنها حالت تعادل برقرار مي شود :‌ [ Co(H2O)6] 2++ 4Cl- « [ CoCl4]2- + 6H2O كمپلكسهاي چهار وجهي بيشتر با هاليدها ، SCN- , CN- , OH- و . . . تشكيل مي شوند كه عموماً پر اسپين و داراي رنگ آبي رنگ يا بنفش اند . [Co(SCN)4]2- ميخكي رنگ، آبي رنگ و شناساگر Co2+ است و در محلول رقيق به [Co(H2O)6]2+ ميخكي رنگ تبديل مي شود. نرم كردن آب اخيراً از دو روش كه بر پايه استفاده از بسپارها در تصفيه آب شور دريا مي باشد، جهت نرم كردن آب استفاده شده است. در روش اول، در مرحله اي كه آب دريا گرم مي شود و از بخار حاصل ، آب شيرين بدست مي آيد، به دليل وجود نمك هاي فلزي در آب،‌ مشابه رسوب هايي كه درون كتري معمولي تشكيل مي شود، واحد تبخير سيستم نمك زدايي نيز رسوب مي گيرد و باعث كاهش كارايي و صرف زمان زياد جهت رسوب زدايي مي گردد . اين بسپارها از تشكيل رسوب هاي آهكي طي مرحله نمك زدايي جلوگيري مي كنند و فاصله زماني براي رسوب زدايي به 18 ماه افزايش مي يابد. اين بسپارها بلند زنجيرند كه در انتهاي خود بار منفي دارند، با اتصال به كاتيون نمك ها از تشكيل رسوب و ته نشيني آن در دستگاه جلوگيري مي كنند. در روش دوم، ماده ارايه شده نيز شامل زنجير ناملكولي بلندي است كه مي تواند به دور كاتيون بپيچد و از تشكيل رسوب جلوگيري كند . اين ماده قادر است بر حسب حجم و قليايي بودن آب ورودي ماده مؤثر خود را آزاد كند و مي تواند رسوبهاي آهكي بويژه از نوع كلسيم فسفات را حل كند . اين ماده را برحسب مورد كاربرد حتي مي توان براي نرم كردن آب ماشين هاي ظرف شويي تا پخش رنگدانه ها در رنگ ها بكار برد . و بطور خاص براي رسوب زدايي از لوله هايي كه از نظر فني گران تمام مي شود مناسب است . Chemistry in Britain , Norember 2002 يخهايي را در نظر بگيريد كه مانند سنگ در آب فرو مي روند . دانشمندان با اعمال فشار زياد و دمايي نزديك به 2000C _ توانسته اند يخهايي را بسازند كه از آب مايع 25 درصد چگال تر هستند . اين دانشمندان با استفاده از بار يكه نوتروني تعيين كردند كه اين يخ بسيار چگال همانند شيشه و همانند قسمت اعظم آبي كه در كيهان منجمد شده است، بي شكل است. اين كشف در واقع پنجمين صورت يخ بي شكل محسوب مي شود. تا كنون 13 نوع يخ بلورين شناسايي شده است. فهم اين مطلب مي تواند رفتار سيستم هاي بي نظم را بطور كلي و آب را بطور خاص در سيستم هاي زنده در سرماي زياد تشريح كند . و يا اين فرضيه را تقويت كند كه شكل ديگري از آب مايع وجود دارد . Scientific American , January 2003 كشش سطحي ­­­­ مولكولي كه درون مايع واقع شده است از هر طرف توسط ساير مولكولهاي مايع محاصره مي شود. نيروهايي كه مولكول مجاور به مولكول مورد نظر وارد مي كنند ، دو به دو اثر يكديگر را خنثي ميكنند و آن مولكول در حال تعادل است . مولكولي كه در سطح مشترك مايع و هوا قرار دارد فقط از يك قسمت در محاصره مولكولهاي مايع است . چون چگالي هوا در مقابل چگالي مايع ناچيز است ، در قسمت ديگر تقريباً مولكولي وجود ندارد. نيروهايي كه مولكولها مايع به مولكول واقع در فصل مشترك وارد مي كنند ، بر آيندي دارند كه به طرف درون مايع است ، بنا بر اين براي اين كه مولكولي از لايه هاي دروني به سطح تغيير مكان يابد ،‌بايد در برابر اين نيروي برآيند كاري انجام دهد. مي توان گفت كه مولكولهاي سطحي داراي مقداري انرژي هستند ، از اين رو، انرژي داخلي مايع با سطح آن متناسب است كه به آن انرژي سطحي گويند. به علت تمايلي كه مولكولها براي ترك سطح و وارد شدن به درون مايع دارند، مايع همواره مي خواهد شكلي را بپذيرد كه سطح آن كمينه باشد. چون دراجسامي كه شكلهاي گوناگون دارند و هم حجم هستند، سطح جانبي كره از همه كمتر است قطرات آزاد مايع، شكل كروي پيدا ميكنند . وقتي قطرات كوچك باشند و اثر نيروهاي گراني كه شكل آنها را به هم مي زند، ناچيز باشد، ‌به شكل كره در مي آيند. قطرات بزرگ موقعي كروي هستند كه در شرايط بي وزني قرار گيرند. نسبت انرژي سطحي به وسعت سطح را كشش سطحي گويند و آن را با g نشان مي دهند.
    «« در جهان هیچ چیز بهتر از راستی نیست »»

  6. کاربر مقابل از Bauokstoney عزیز به خاطر این پست مفید تشکر کرده است:

    moderator (Sunday 18 April 2010-1)

  7. Top | #452
    پارسیان (شاپرزفا)
    Bauokstoney آنلاین نیست.
    ورود به پروفایل ایشان

    عنوان کاربر
    ناظـر ســایت
    تاریخ عضویت
    Jan 1970
    شماره عضویت
    3
    نوشته ها
    72,809
    میانگین پست در روز
    4.44
    حالت من : Asabani
    تشکر ها
    1,464
    از این کاربر 18,856 بار در 14,692 ارسال تشکر شده است.

    موضوع پیش فرض قاعده فاجانس

    قاعده هايي كه درباره قطبيت پذيري آنيونها و قدرت قطبي كنندگي كاتيونها، تأثير آن در كاهش خصلت يوني پيوند، پيدايش و افزايش خصلت كووالانسي در تركيبهاي يوني توسط فاجانس وضع شد و چنين بيان مي شوند: قاعده اول « هر چه پتانسيل يوني كاتيون (يعني نسبت بار الكتريكي به شعاع آن) بيشتر باشد با قدرت بيشتر مي تواند آنيون را قطبي كند. يعني ابر الكتروني آن را كه كروي فرض مي شود، تغيير شكل داده، به سمت خود بكشد و با آن همپوشاني كند.» بر همين اساس است كه مثلاً بريليم، عمدتاً تركيبهايي با خصلت كووالانسي بالا، اما پتاسيم تركيبهاي كاملاً يوني تشكيل مي دهد. زيرا شعاع كاتيون Be2+ بسيار كوچك، و پتانسيل يوني آن زياد (کاتیون سخت) اما شعاع كاتيون K+ نسبتاً‌ زياد و پتانسيل یونی آن بسيار كوچك(کاتیون نرم) است. قاعده دوم « هر چه آنيون نرمتر، يعني بار الكتريكي منفي آن بيشتر و يا شعاع آن بزرگتر باشد؛ بهتر به وسيله كاتيون قطبي مي شود. بر اساس اين قاعده است كه مي توان دريافت چرا AlF3 عمدتاً يوني است؛ اما AlBr3 خصلت كووالانسي دارد. زيرا، -F آنيوني كوچك (يا سخت) است و Al3+ نمي تواند ابر الكتروني آن را تغيير شكل دهد. اما Br- آنيوني نسبتاً حجيم ( يا نرم) است و ‌Al3+ به آساني مي تواند آن را تغيير شكل دهد و با آن كاملاً همپوشاني كند.» قاعده سوم « هر چه بار مؤثر هسته كاتيون بيشتر باشد، چون جاذبة هسته را بر لاية ظرفيت آن افزايش مي دهد، سبب مي شود كه كاتيون بتواند آنيون را بيشتر قطبي كند و خصلت كووالانسي پيوند افزايش دهد.» براي نمونه، مي دانيم كه پتانسيل يوني كاتيون هاي Ca2+ و Hg2+ برابر است، از اين رو انتظار داريم كه مثلاً HgCl2 , CaCl2 ، خصلت يوني يا كووالانسي برابر داشته باشند. اما آزمايش نشان مي دهد كه خصلت كووالانسي HgCl2، بسيار زياد است. به طوري كه جامد آن در دماي بالا، عمدتاً ماهيت مولكولي پيدا مي كند. به طوري كه در دماي Cْ 276 ذوب مي شود. در صورتي كه دماي ذوب كلريد كلسيم Cْ772 است. اين رويداد را بر اساس قاعده سوم فاجانس مي توان توجيه كرد. زيرا مي دانيم كه كلسيم فلزي اصلي از گروه قليايي خاكي، در صورتي كه جيوه فلزي واسطه سنگين است و مقدار بار مؤثر هسته كاتيون Hg2+ ، به مراتب بيشتر از مقدار بار مؤثر Ca2+ است كه همان طور كه اشاره شد، ابر الكتروني آنيون ها را بيشتر قطبي مي كند. در نتيجه خصلت كووالانسي پيوند را بيشتر افزايش مي دهد. بر اساس اين قواعد، مي توان روند حلاليت بسياري از مواد مشابه، مثلاً هاليد هاي نقره را در آب، بخوبي توجيه كرد. مثلاً مي دانيم كه فلوئوريد نقره، در آب حل مي شود؛ اما كلريد، برميد و يديد آن در آب حل نمي شوند و با افزايش حجم يون هاليد، حاصل ضرب حلاليت كاهش مي يابد؛ يعني مثلاً يديد نقره،‌از برميد نقره نامحلولتر است. علت اين رويداد، آن است كه با افزايش حجم آنيون هاليد، بر نرمي و قابليت قطبي شدن آن، به وسيلة كاتيون افزوده مي شود و پيوند بين يون هاليد و يون نقره، خصلت كووالانسي بيشتري پيدا مي كند. در نتيجه،‌ از ميزان حلاليت آن در حلال قطبي (آب) كاسته مي شود. همچنين، بر اساس قواعد فاجانس، مي توان روند تجزيه كربنات فلزهاي قليايي خاكي را بر اثر گرما، به روشني توضيح داد. مثلاً مي دانيم كه كربنات ليتيم در دماي حدود Cْ 100، اما كربنات كلسيم در دماي Cْ 900 تجزيه مي شود. علت اين رويداد، كوچكتر بودن يون ليتيم، و زيادتر بودن پتانسيل يوني آن است كه سبب مي شود آنيون كربنات را بيشتر قطبي كند و سبب شود كه بر اثر از دست دادن تقارن خود، به آساني به يون O2- و مولكول CO2 تجزيه شود تا يون Li+ با يون O2- حاصل تركيب بسيار پايدار تر BeO را به وجود آورد. انحلال گازهاي مولكولي نظير (CO2 , NH3 , SO2) هميشه گرمازا است. زيرا مولكولهاي گاز قبل از انحلال از هم جدا بوده و براي آنها مرحله جدا سازي ذره ها از يكديگر وجود ندارد. از اين رو انحلال آنها قاعدتاً‌ گرمازا خواهد بود و قابليت انحلال آنها با افزايش دما كاهش خواهد يافت و از طرف ديگر رسانايي الكتريكي در محلول به علت ايجاد يونهاي منفي و مثبت بوجود مي آيد و بدين جهت است كه گوييم انحلال اين نوع گازها در حلالي چون آب همراه با عمل يونش است و يونها از واكنش مولكولهاي گازي با مولكولهاي آب حاصل مي شوند. غالب اوقات واكنش انحلال و تركيب مولكولهاي گازي با آب واكنشي تعادلي است و عوامل خارجي مانند فشار و دما بر روي آن مؤثر است. 1. تغييرات دما در مورد انحلال گازها در مايعات بسيار مشخص است و موقعي كه آب را در ظرف سرباز مي جوشانيم قبل از اينكه آب به جوش آيد، حبابهاي گازي را مي بينيد كه از سطح آب خارج مي شوند. اين به علت افزايش درجه حرارت است كه قابليت انحلال اكسيژن و ازت و CO2 را در آب كم مي كند. در برخي از درياچه ها در تابستان به علت گرم شدن آب آنها، انواعي از ماهي ها به علت كم شدن غلظت اكسيژن در آب مي ميرند. 2. موقعي كه بطري كوكاكولاي خنك را از يخچال بيرون مي آوريد تا زماني كه درب آن بسته است هيچ گونه حبابي از آن خارج نمي شود همينكه درب بطري را باز كرديد، حبابهاي فراواني را مي بينيد كه در بالاي مايع ظاهر مي شوند، اين به علت كاهش فشار است، زيرا گازCO2 تحت فشار در محلول حل شده است و فشار بالاي بطري در بسته بيشتر از فشار جو مي باشد. بعد از باز شدن بطري و خارج شدن گاز اضافي محلول و برقرار شدن تعادل جديد در فشار جو، ديگر حبابي از محلول خارج نمي شود. حال اگر قدري بطري را با دست گرم كنيد حبابهاي گاز مجدداً در سطح مايع ظاهر مي شوند و اين به علت انتقال گرما از دست به درون بطري و افزايش دماي محلول و در نتيجه كم شدن قابليت انحلال گاز در مايع مي باشد . 3. موقعي كه كوكاكولا يا هر نوشابه گازداري را در يك ليوان وارد مي كنيد اولين بار گاز فراواني از ليوان به صورت حباب خارج مي شود ،‌بعد از مصرف اين نوشابه و دوباره پر كردن ليوان با مابقي نوشابه بطري ، حبابهاي كمتري در ليوان ظاهر مي شوند . آيا هرگز علت آنرا از خود سؤال كرده ايد ؟ ليوان با وجود آنكه در آغاز بسيار تميز و حتي خشك بوده است ،‌با وجود اين در جدار داخلي آن هميشه مقدار بينهايت كمي از املاح معدني آب شستشو در آن باقي مانده است . بار اول كه ليوان را از نوشابه پر مي كنيد اين املاح در نوشابه حل شده و قابليت انحلال گاز را در نوشابه كم مي كند ، بدين سبب در اولين بار حبابهاي زيادي در سطح ليوان ظاهر مي شوند. در ليوان بعدي، كمتر مواد معدني وجود دارد و در نتيجه مقدار حبابها كمتر خواهد بود . در همين نوشابه اگر قدري نمك اضافه كنيد مي بينيد كه حبابهاي زيادي در سطح ليوان ظاهر خواهند شد . با افزودن نمك يا افزايش دما و يا كاهش فشار، ‌تعادل دروني حلال و محلول را به هم زده ايد . شكل 2 تأثير افزايش فشار را بر روي محلول مشخص مي كند. درa گاز و محلول در حال تعادل هستند، درb افزايش فشار سبب نفوذ مولكولها به درون محلول مي شود و درc مجدداً محلول وفشارآن به حالت تعادل جديد رسيده اند، ولي در اين حالت تعداد مولكولهاي گاز حل شده در محلول بيشترند. شكل 2 تأثير فشار در قابليت انحلال گازها در مايعات قانون هنري در مورد: تأثيري فشار در انحلال گازها در مايعات تأثير فشار در انحلال گازها در مايعات به وسيله قانون هانري ( Henry`s Law ) محاسبه مي شود . در اين قانون قابليت انحلال گاز در مايع را به صورت Cg كه مستقيماً متناسب با فشار گاز در بالاي محلول است مشخص مي نمايند . Cg = Kg . Pg Kg ثابت تناسب قانون هانري و Pg فشار جزئي گاز محلول است . تمرين 1 ـ در 25 درجه سانتيگراد فشار بخار آب 24 ميليمتر جيوه و غلظت اكسيژن محلول در آب در اين دما و در فشار جو، معادل با 0393/0 گرم در ليتر است . قابليت انحلال اكسيژن را در فشار 800 ميليمتر جيوه حساب كنيد . حل: ‌ابتدا بايد ثابت هانري را حساب كنيم ولي قبل از آن بايد دانست كه فشار جزئي اكسيژن و فشار بخار آب توأماً معادل فشار جو مي باشد . Pt = PH2O + P O2 PO2=760 – 24 = 736 torr فشار جزئي اكسيژن ثابت هانري حال با دانستن ثابت هانري مي توانيم قابليت انحلال اكسيژن را در 800 ميليمتر جيوه (torr ) حساب كنيم . Cg=Kg.Pg CO2 = ( 5/34 × 10 -5 g/L.torr ) × 800 torr CO2 = 0/0427 g/L جامدهاي فاقد ساختار بلوري را جامدهاي بي شكل مي نامند. در جامدهاي بي شكل، ذره ها با يك ترتيب منظم و با قاعده مرتب نشده اند. شيشه يك جامد بي شكل بسيار آشناست. ساخت شيشه سابقه تاريخي بسيار كهني دارد و به حدود 1000سال پيش از ميلاد و بيشتر بر مي گردد. شيشه از جهات مختلف مانند يك مايع با گرانروي زياد عمل مي كند تا يك جامد. ديده شده است كه قسمتهاي پايين برخي ازشيشه هاي بسيارقديمي درهاو پنجره ها به مرور ضخيمتر از قسمتهاي بالايي آنها شده است و اين نشانه ريزش بسيار كند و تدريجي شيشه در زمان بسيار طولاني است. در جدول 1، نسبت اجزاي سازنده سه نوع شيشه و برخي كاربردهاي آنها داده شده است. با مراجعه به آن مي توانيد اطلاعات مفيدي به دست آوريد. امروزه بيش از 800 نوع شيشه در بازار وجود دارد. با افزودن اكسيد هاي رنگي به ماده اوليه شيشه مي توان شيشه هاي رنگي بسيار قيمتي تهيه كرد. شيشه هاي سبز داراي ‌Fe2O3 يا CuO، شيشه هاي زرد داراي UO2، شيشه هاي آبي داراي CoO و CuO و شيشه هاي قرمز داراي مقدار بسيار كمي از ذره هاي مس و طلا هستند. جدول 1: نسبت اجزاي سازنده سه نوع شيشه و برخي خواص آنها نام نسبت اجزاي سازنده خواص و كاربرد. كوارتز خالص 100% SiO2 انبساط گرمايي كم، عبور دادن نور در گسترة وسيعي از طول موجهاي مختلف، كاربري آن در پژوهشهاي نوري شيشه پيركس 60 تا 80 % SiO2 ، 10 تا 25% B2O3 ، و كمي Al2O3 انبساط گرمايي كم، عبور دادن نور در ناحيه مرئي و زير قرمز، تهيه وسايل شيشه اي آزمايشگاهي و خانگي شيشه معمولي CaO%10, Na2O%15, SiO2%75 به آساني توسط مواد شيميايي خورده مي شود. حساس به تغييرات ناگهاني دما، عبور دادن نور مرئي و جذب پرتوهاي فرابنفش، كاربري اصلي آن در تهيه شيشه درها و بطريهاست. مطالعه ساختار شيشه نشان مي دهد كه شيشه فاقد نظم تكرار پذير است و ترتيب قرار گرفتن يونها در آن با نوعي بي قاعدگي همراه است. در شكل 1، ساختار دو بعدي كوارتز بلوري و كوارتز در شيشه ديده مي شود.
    «« در جهان هیچ چیز بهتر از راستی نیست »»

  8. Top | #453
    پارسیان (شاپرزفا)
    Bauokstoney آنلاین نیست.
    ورود به پروفایل ایشان

    عنوان کاربر
    ناظـر ســایت
    تاریخ عضویت
    Jan 1970
    شماره عضویت
    3
    نوشته ها
    72,809
    میانگین پست در روز
    4.44
    حالت من : Asabani
    تشکر ها
    1,464
    از این کاربر 18,856 بار در 14,692 ارسال تشکر شده است.

    موضوع پیش فرض آنتروپي در مقياس نانومتري

    آنتروپي در مقياس نانومتري
    خلاصه
    اين مقاله از كشف يك پديده خبر مي دهد كه - يك لوله نانومتري معلق درمحلول كلوئيدي به هنگام مجاورت با ديواره، بر اثر نيروهايي كه منشأ آنتروپيك دارند،ابتدا يك سر لوله به ديواره برخورد مي كند و سپس در يك مسير معين و غير رندم بهموازات ديواره قرار مي گيرد و در آن حالت به دام مي افتد - نويسندگان مقاله حدس ميزنند كه اساس مجاورت ابتدايي پروتئنهايي كه در سيستمهاي بيولوژيك از يك سر به يكجاي مشخص از سطح قفل مي شوند، به عبارت ديگر كليد مسير رسيدن به قفل را مي يابد،همين اثر مي باشد. در پايان نويسندگان اشاره مي كنند كه علي الاصول مهندسان نانو بههنگام طراحيهاي خود با اين پديدة دنياي نانومتر مواجهند و بايد از اين پديده درابتكارات خود استفاده كنند و حداقل آنرا در طراحيهاي خود لحاظكنند.
    آنتروپي در مقياس نانومتري
    15 آگوست 2002- نيروهاي بازدارنده- فعل و انفعالاتآنتروپيك كه ذرات كلوئيدي را جذب يكديگر ميكند- ميتوانند گشتاوري را بر روي يك ميلهنانومتري ايجاد نمايند كه آن را در يك جهت خاص در نزديكي يك ديواره هدايت نمايد.
    در مقياس مولكولي و نانومتري، اگر يك شئ ميله مانند به ديوارهاي نزديك شود، تحتتاثير آنتروپي به جهت خاصي خواهد چرخيد. اين نتيجه، حاصل تحقيقات تيمي از دانشمندانآلماني است كه بيان ميدارد "نيروي بازدارنده" كه بر روي ذرات كلوئيدي عمل ميكند، نهتنها يك نيروي جاذبه، بلكه يك گشتاور جهتدار نيز ايجاد ميكند.
    براي مثال، يكميله نانومتري معلق در محلول و نزديك به ديواره ظرف را در نظر بگيريد. هرچه اينميله به ديواره نزديكتر ميشود از توانايي چرخش آزدانه آن كاسته ميشود و در عوض،بيشتر در جهت خاصي نسبت به ديواره به تله ميافتد. اگر از نوسانات گرمايي ميله دراين جهت خاص صرفنظر شود براي بازگرداندن آن به حالت اوليه يك گشتاور لازم است.
    رولند روت از انيستيتو ماكس پلانك در اشتوتگارت آلمان و همكارانش معتقدند كهاين گشتاور آنتروپيك ممكن است در سيستمهاي بيولوژيكي بر روي فعل و انفعالات بين يكپروتئين و زيرلايهاي كه به آن متصل ميگردد مؤثر باشد. اتصال پروتئين به زيرلايه بهصورت نوعي قفل و كليد عمل ميكند كه در آن، زير لايه كاملاً در داخل حفرة قفل مانندپروتئين چِفت ميشود. اما براي اينكه اين چفت شدن اتفاق بيافتد اين زير لايه بايد درجهت درستي قرار بگيرد. آيا ممكن است حفرة پروتئين به منظور فراهم آوردن بهترين جهتنسبت به زير لايه شكل دهي گردد به طوري كه تحت تاثير نيروهاي آنتروپيك قرار گيرد وبدين ترتيب احتمال يك انطباق خوب به حداكثر برسد؟
    چنين موضوعاتي ممكن است برايايجاد وسايل نانومتري داراي چفت و بستهايي كه آزادانه در حركتند مورد نظر باشد. مثلاً اگر يك گشتاور آنتروپيك موجب تغيير جهت و انحراف راس يك نانولوله كربني شود،قرار دادن آنرا در داخل يك حفره دشوار خواهد ساخت.
    نيروهاي بازدارنده حاصلتغيير در "فضاي آزاد" قابل دسترسي براي ذرات كوچك (مثلاً مولكولهاي حلال) ، هنگامنزديك شدن دو ذره بزرگتر (مثلاً ذرات كلوئيدي) به يكديگر هستند. به خاطر دافعه بينهسته مركزي ذرات، در نزديكي سطح ذرات كلوئيدي ناحيهاي وجود دارد كه از تجمع تودهايذرات حلال جلوگيري ميكند. اما اگر دو ذره كلوئيدي با هم تماس پيدا كنند نواحيجلوگيري كننده آنها بر هم منطبق ميشود و بنابراين فضاي قابل دسترسي براي ذرات حلالو نيز آنتروپي افزايش مييابد و اين باعث جاذبه بين ذرات بزرگتر ميگردد.
    از آنجاكه اين اثر صرفاً يك اثر آنتروپيك است، نيروهاي جاذبه فقط در سيستمهايي با هستةثابت نمود پيدا ميكند كه نيروهاي جاذبه طبيعي (نظير نيروي واندرووالس) بين ذراتوجود ندارد. نيروهاي بازدارنده ميتوانند رفتار فازي كلوئيدها را كنترل كنند. مثلاًبا افزايش غلظت ذرات كلوئيدي در يك سوسپانسيون، اين نيروها باعث جدايي فازي درمخلوطهاي كلوئيدي و يا موجب جابجايي فازهاي چگالتر ميگردند. به نظر ميرسد كهنيروهاي بازدارنده در سيستمهاي بيولوژيكي نيز حضور داشته باشند (هرچند چنين رفتاريممكن است در يك حلال كاملاً ساختاري مانند آب، بسيار پيچيدهتر باشد) .
    به خاطرنيروي بازدارنده، مناسبترين وضعيت يك ميله توپر در برخورد با يك ديواره، در حالتياست كه ميله به موازات اين ديواره قرار گرفته و بيشترين سطح برخورد با ديواره راداشته باشد. اما روت و همكارانش ميگويند كه نزديك شدن چنين ميلهاي به ديواره بسيارپيچيدهتر از اين ميباشد زيرا در صورت چرخش ميله، نيروي بازدارنده به شكل ظريفيتغيير ميكند.
    در حالت رو در رو ممكن است انتظار رود كه اين ميله در جهت موازيبه اين ديواره نزديك شود. عملاً اين پژوهشگران براي پي بردن به اينكه پتانسيلبازدارندگي در اين حالت حداقل مقدار را دارد، از تئوري دانسيته كاركردي - روشي براييافتن حداقل انرژي برپايه نيروهاي درون ذرهاي- استفاده كردند.
    اما مقادير كمينةديگري نيز وقتي كه ميله از ديواره كاملاً دور ميشود وجود دارد. اين مقادير راميتوان با بررسي تغييرات گشتاور ميله نسبت به زاوية آن با ديواره تعيين كرد. درحالت كمينة پتانسيل، اين گشتاور صفر بوده و شيب تغييرات آن نسبت به افزايش زاويهمنفي است. به عبارت ديگر نوعي نيروي بازگرداننده وجود دارد كه اين ميله را در يكجهت خاص نگه ميدارد. در حالتي كه ميله دور از ديواره قرار دارد، اين مقادير صفر درزواياي بسيار كمتر از 90 درجه (نسبت به حالت موازي) اتفاق ميافتد. اين پژوهشگرانپيبردهاند كه مدلسازيهاي رايانهاي آنان از چنين سيستمي كاملاً منطبق بر محاسباتياست كه با استفاده از تئوري دانسيته كاركردي صورت گرفته است.
    از آنجا كه هر چهميله به ديواره نزديكتر ميشود موانع پتانسيلي براي تغييرجهت آن افزايش مييابد، اينميله در حين نزديك شدن به ديواره در يكي از اين جهات غيرموازي به دام افتاده ونميتواند تغيير جهت دهد؛ با آنكه جهت موازي، عموماً پايدارترين حالت است. از اين رواين محققين ميگويند كه اين ميله در مسير خاصي به ديواره نزديك خواهد شد. به طوري كهابتدا يك انتهاي آن به ديواره برخورد كرده و پس از آن، اين ميله به تدريج خواهدچرخيد تا از حالت موازي خارج گردد. به هر حال، وضعيت اين ميله به صورت تصادفي تعييننميشود زيرا برخي جهات متقدم وجود دارد. يك مهندس باهوش نانوتكنولوژي ممكن استبهرهبرداري از اين خاصيت را مد نظر قرار دهد.
    «« در جهان هیچ چیز بهتر از راستی نیست »»

  9. Top | #454
    پارسیان (شاپرزفا)
    Bauokstoney آنلاین نیست.
    ورود به پروفایل ایشان

    عنوان کاربر
    ناظـر ســایت
    تاریخ عضویت
    Jan 1970
    شماره عضویت
    3
    نوشته ها
    72,809
    میانگین پست در روز
    4.44
    حالت من : Asabani
    تشکر ها
    1,464
    از این کاربر 18,856 بار در 14,692 ارسال تشکر شده است.

    موضوع پیش فرض خاک شناسی (قسمت اول)


    تاريخچه علم خاك
    تاريخچه علم خاك با استفاده از آب و آبياري براي بهره برداري از خاك آغاز مي گردد . اهميت آب براي گياهان از زمان قبل از تاريخ شناخته شده است . در واقع عمليات آبياري توسط سومري ها در 3500 سال قبل از ميلاد مسيح اجرا گرديد و حتي در قرن 18 قبل از ميلاد هامورابي ( پادشاه بابل 1685-1730 قبل از ميلاد) از خود شرحي در مورد سيستم كانال هاي آبياري به جاي گذاشت .
    براي اولين بار يوناني ها و رمي ها به يك سيستم بهره برداري كشاورزي پي بردند كه در آن كشت گياهان خانواده بقولات و استفاده از خاكستر و گوگرد به منظور بهبود حاصلخيزي خاك مورد توجه قرار داشت .

    دوره تجربه و آغاز تحقيق
    در ابتداي قرن هفدهم ميلادي يك پزشك و شيميدان اهل فلاندر * به نام وان هلمونت آزمايشي انجام داد كه به عنوان سرآغاز تاريخچه جديدي به حساب مي آيد . او يك نهال بيد به وزن 3/2 كيلو گرم را در 8/90 كيلو گرم خاك كاشت ، به خاك مزبور چيزي جز آب باران اضافه نگرديد ، پس از گذشت پنج سال وزن درخت به 8/76 كيلو گرم رسيد در حالي كه از وزن خاك فقط 57 گرم كاسته شد . محقق مزبور اين كاهش وزن خاك را به حساب خطاهاي آزمايش گذاشت و پس از اين تحقيق نظر فرانسيس بيكن انگليسي را كه آب تنها ماده غذايي گياه است اشاعه داد . نظر وان هلمونت به دو دليل زير درست نبود :
    - كاهش 57 گرم از وزن خاك مربوط است به جذب مواد معدني P , K , Caتوسط گياه .
    - درخت بيش از همه با عمل جذب كلروفيلي از كربن و اكسيژن موجود در اتمسفر خود را ساخته بود .
    بعدها در 1731 ميلادي جفرو تولانگليسي به اين نتيجه رسيد كه عوامل اصلي رشد گياهان عبارتند از : نيترات ، آب ، هوا ، خاك و گرما

    مفاهيم خاك شناسي
    در يك حالت كلي قشر سطحي پوسته جامد زمين را كه در حال تجزيه و تخريب خاك است مي نامند . از نظر يك كشاورز خاك محلي است براي رشد و نمو گياهان كه به او امكان برداشت محصول را مي دهد . در حالي كه يك مهندس راه و ساختمان خاك را محلي براي برقراري جاده ها و ساختمان ها مي داند .

    تعاریف عمومی خاک
    قبل از آشنایی به کارها و نظریات دوکوچایف زمین شناس روسی (1898) که به او پدر خاکشناسی نیز لقب داده اند خاک فقط به چند سانتی متر از سطح زمین اتلاق می گردید که آلات و ادوات کشاورزی در آن نفوذ می کردند و آن را برای مقاصد کشاورزی آماده می ساختند از نظر دوکوچایف خاک مجموعه یی است متغیر که تحت تاثیر شرایط محیطی می باشد که در ان قرار دارد .
    قبل از شناسایی میکروارگانیسم ها در خاک و اهمیت فعالیت آنها در تجزیه و تخریب مواد به همان تعریف فوق برای خاک بسنده می نمودند . در آن زمان خاک فقط یک محیط بی جان و محلی برای ررشد و نمو گیاهان به شمار می رفت که در آن خواص فیزیکی و شیمیایی نسبتاً ثابت بوده و صرفاً از خواص سنگ مادر نتیجه گیری می گردید . امروزه خاک مفهوم وسیع تری دارد که به نوبه خود به علت فعالیت میلیون ها موجود زنده در قشر کوچکی از آن محیطی جاندار محسوب می شود . بدین ترتیب از یک طرف به علت خاصیت نگهداری آب و هوا در خاک و نقش ذرات ریز معدنی و آلی تحت نام کلوئیدها , محیط خاک اهمیت فیزیکی ویژه یی به خود گرفته است , از طرف دیگر فعل و انفعال های شیمیایی و بیو شیمیایی که مدام در خاک جریان دارند , اهمیت حیاتی این محیط را بیش از بیش توجیه می نمایند . تاثیر عوامل و پدیده های فیزیکی , شیمیایی و بیولوژیکی مذکور در خاک مطالعه محیط آن را بس دشوار نموده است به طوری که موفقیت کامل در این مطالعه مستلزم تسلط کافی در سایر علوم مربوطه می باشد .
    امروزه از خاک تعاریف متعددی در کتاب ها به چشم می خورد که در واقع همه آنها به مفهوم واحدی منتج می گردند . در زیر به چند تعریف از چند خاکشناس اشاره می گردد :
    - خاک قشر طبیعی سطحی زمین با ساختمانی نرم و ضخامتی متغیر است که از تغییر و تحول سنگ مادر تحت تاثیر پدیده های مختلف فیزیکی , شیمیایی و بیولوژیکی به وجود آمده است (آ . دمولون)
    - خاک پوشش فوقانی پوسته زمین است که تحت تاثیر پدیده های تجزیه و تخریب سنگ ها تشکیل می شود و در نتیجه نرمی و نفوذ پذیری حاصله امکان کشت گیاهان در آن فراهم می گردد ( ژ . گشه)
    - خاک محصول تجزیه و تخریب , تغییر و تحول و تجمع مواد لایه های سطحی پوسته زمین تحت تاثیر حیات , جو و تبادل انرژی هایی است که در آن به وقوع می پیوندد (ژ . ابر و ژ . بولن)
    - خاک مجموعه یی است از عناصر محتلف که از تغییر و تحول سنگ یا هر ماده دیگر تحت تاثیر عوامل فیزیکی , شیمیایی و بیولوژیکی به وجود آمده است . این مجموعه مدام تحت تاثیر عوامل مزبور قرار دارد و بسته به شرایط محیط در جهت معینی از تکامل و تغییر هدایت می شود ( ج . غازان شاهی)

    مفاهیم خاکشناسی
    به کلیه پدیده هایی که منجر به تجزیه و تخریب سنگ می شوند و نیز موجبات تغییر و تکامل خاک تشکیل شده را فراهم می نمایند . پدوژنزگفته می شود . در یک حالت کلی اگر به جزئیات پدیده های پدوژنز نپردازیم می توان گفت که این پدیده ها در سه مرحله تجزیه و تخریب مواد , حرکت و مهاجرت عناصر حاصل از تجزیه و سر انجام ترکیب و تجمع این عناصر خلاصه می شوند خاکشناسی علم بررسی کلیه پدیده هایی مذکور در خاک های مناطق مختلف می باشد .
    در یک قضاوت کلی باید اذعان نمود که علم خاکشناسی علمی است جوان که به دلیل پیچیدگی خاص محیط مورد مطالعه آن یعنی خاک علمی دشوار و رسیدن به نتایج قطعی در آن مستلزم بررسی های طولانی و همه جانبه می باشد . چنین بررسی هایی به نوبه خود مستلزم شناخت کافی به علوم مختلف از جمله زمین شناسی , هیدرولوژی , جغرافیا, گیاه شناسی , فیزیک , شیمی , هواشناسی و ... می باشد , به طوری که در تحقیق یک پدیده خاکشناسی اغلب از یک یا چند علم در عین حال استفاده می گردد . این موضوع شاید دلیل اصلی عدم هماهنگی کامل در ویژگی های علم خاکشناسی در مراکز مختلف علمی بوده است چون میزان آشنایی به علوم وابسته عاملی تعیین کننده برای رسیدن به نتایج واقعی و دقیق تر می باشد .
    پدیده های مختلف پدوژنر اغلب بسیار کند و در زمانی طولانی صورت می پذیرند . بررسی کننده فقط وضع موجود را که مرحله یی از تغییر و تحول به شمار می آید می تواند عملاً مشاهده نماید به ناچار در بسیاری از موارد در آزمایشگاه ها شرایطی فراهم می کند سرعتی به مراتب بیشتر از آن چه که در طبیعت وجود دارد در بعضی از پدیده ها ایجاد کند در چنین بررسی هایی محقق تا حد مقدور می کوشد که شرایط موجود در محیط طبیعی رعایت شود و به ویژه در نتیجه گیری نهایی تفاوت های ناشی از انحراف های غیر قابل اجتناب از محیط طبیعی به یک محیط مصنوعی را با ظرافت و دفت منظور نماید . وقتی چنین بررسی ایی با وقوف به علوم وابسته صورت پذیرد نتایج تجربی و آزمایشگاهی قوانین جاری خاکشناسی را عیان می سازند که چنین نتایجی خود زاینده فرضیه های اررزنده در آگاهی به پدیده های پدوژنوز است .
    وضع زمین شناسی و چگونگی استقرار و توزیع طبقات زمین از نظر جغرافیایی و تلفیق آن با شرایط آب و هوایی مناطق و اقلیم های مختلف , اطلاعات بسیار اساسی برای بررسی در پدیده های پدوژنز به ما می دهد . در محدوده هایی مشابه از نظر جغرافیایی و زمین شناسی اغلب درموقعیت های منطقه یی یکسان خاک های مشابه نیز دیده می شوند . بدین ترتیب وضع ظاهری زمین و شرایط اقلیمی مناطق می تواند کم و بیش معرف چگونگی توزیع خاک های مختلف از نظر خاکشناسی باشد . در این مورد ژ . تری کار پا را فراتر می نهد و اشاره می کند که گاهی وضع ظاهری زمین در بعضی از شرایط جغرافیایی و اقلیمی به قدری اهمیت دارد که حتی یک تفسیر دقیق از عکس های هوایی منطقه می تواند برای تهیه نقشه خاکشناسی آن منطقه کافی باشد .
    هیدرولوژی به نوبه خود رابطه زیاد با علم خاکشناسی دارد و در مرحله حرکت و مهاجرت عناصر حاصل از تجزیه و تخریب مواد به مقدار زیاد دخالت می کند . در مبحثی از هیدرولوژی که در ان چگونگی تغذیه به سفره های آب زیرزمینی از نزولات آسمانی مورد مطالعه قرار می گیرد نقش ویژه این علم در بررسی های خاکشناسی بیش از پیش ملاحظه می گردد چرا که عبور فاز آب از میان فاز خاک صورت می پذیرد و در خلال آن درفرایند های فیزیکی و شیمیایی پدوژنز موثر واقع می شود . در تایید اهمیت این موضوع یادآور می شود که در بررسی های خاکشناسی حتی روش ها و تکنیک هایی به منظور چگونگی حرکت آب در لایه های خاک ابداع گردید که در ان تاثیر فرایندهای هیدرولوژی در انتقال عناصر چه از نظر کمی و چه از نظر کیفی مورد مطالعه قرار می گیرد و نتایج ارزنده یی در روشن شدن مرحله یی از پدوژنز در بر دارد .
    میکروبیولوژی با چگونگی تشکیل و تکامل خاک رابطه یی بس فشرده دارد . این رابطه در خاک های با رطوبت زیاد ضعیف تر ولی در خاک هایی که شرایط بهتر زیست برای موجودات زنده را دارند به مراتب زیادتر است به طوری که چگونگی تکامل خاک های اخیر به مقدار زیاد مدیون فعالیت موجودات زنده و میکروارگانیسم ها می باشد . همان طور که گاهی خاک های هیدرومورف را به دلیل نقش اساسی عوامل فیزیکی در تشکیل و تکامل آنها خاک های فیزیکی و خاک های شور و قلیایی را به علت اهمیت ویژه پدیده های شیمیایی در تشکیل آنها خاک های شیمیایی می نامند همین طور هم خاک هایی در طبیعت وجود دارند که به دلیل اهمیت فوق العاده زندگی موجودات زنده در تکامل آنها , می توان آنها را متصف به میکروبیولوژی و موجودات زنده دانست . در تایید اهمیت این موضوع باید گفت که ادامه حاصلخیزی خاک مدیون فعالیت موجودات زنده در آن است . دانستن این که خاکی زنده یا مرده است بسیار حائز اهمیت می باشد زیرا خاک زنده قادر به حفظ حاصلخیزی خود بوده در حالی که خاک مرده در هر شرایط فیزیکو شیمیایی دیر یا زود این خاصیت را از دست می دهد .
    فازهاي خاك
    خاك از سه فاز تشكيل شده است : فاز جامد ، فاز مايع ، فاز گاز

    در اغلب خاك ها قسمت اعظم حجم فاز جامد را مواد معدني تشكيل مي دهند كه به آن مقداري ماده آلي و هوموس نيز اضافه مي گردد . فضاي موجود بين دانه هاي جامد توسط فاز مايع و فاز گاز اشغال شده است . فاز مايع به ويژه شامل آب و فاز گاز شامل هوا مي باشد .
    در يك خاك مطلوب از نظر كشاورزي حجم اشغال شده به وسيله هر يك از سه فاز به شرح زير است :
    فاز جامد 50% (45% بخش معدني + 5% ماده آلي) ، فاز مايع 25% و فاز گاز 25% .

    عوامل تشكيل دهنده خاك
    بخش معدني خاك به ويژه از تجزيه و تخريب ( هوا ديدگي) سنگ ها تحت فرايندهاي فيزيكي ، شيميايي و حتي بيو شيميايي به وجود مي آيد . عمل خرد شدن سنگ ها تحت تاثير عوامل فيزيكي با سرعت بيشتري صورت مي گيرد و اغلب قابل رويت مي باشد ، در حالي كه تخريب سنگ ها از طريق شيميايي با كندي انجام مي پذيرد و شرايط آب و هوايي ( رطوبت و دماي بالا) در تسريع آن تاثير زياد دارد . چون تقريباً در تمامي موارد تشكيل خاك از سنگ يا سنگ مادري پديده هاي فيزيكي و شيميايي از هم جدا نمي باشند و مدام يكي موجبات سهولت عمل ديگري را فراهم مي كند بنابراين مي توان كليات تشكيل خاك از سنگ را از طريق عوامل طبيعي و قابل اندازه گيري در مقياسي بزرگ تر دنبال نمود .
    تاثير آب :
    آب هاي جاري و سيلاب ها ضمن حركت مقداري از مواد متشكله سنگ هاي بستر خود را جدا كرده و همراه خود تغيير مكان مي دهند . هر قدر نيروي مكانيكي آب و قابليت تخريب سنگ ها بيشتر باشد قطعه هاي جدا شده با قطر كمتر خواهند بود . به علاوه پس از جداسازي اوليه ، قطعه ها و دانه هاي معلق در آب به نوبه خود به اين پديده سرعت بيشتري مي دهند ، در واقع از برخورد اين قطعه ها به سنگ هاي بستر عمل جداسازي با ضربه هاي زيادتر و نيروي مكانيكي بيشتري صورت مي پذيرد . در اين راستا نتايج بررسي ها نشان مي دهند كه انرژي حركتي آب در شيب 2% قادر است سنگ هايي از نوع گنيس يا ميكاشيست به قطر 20 دسي متر را پس از طي 6 كيلومتر به سنگريزه هايي به قطر 2 سانتي متر و پس از طي 12 كيلومتر به دانه هاي شن با قطر كمتر از 2 ميلي متر تبديل كند . همين نوع بررسي ها با سنگ هايي مقاوم تر مانند گرانيت با فاصله انتقال حدود دو برابر مسافت هاي فوق به نتايجي مشابه رسيده است . تاثير مكانيكي آب فقط به آب هاي جاري يا رودخانه ها اختصاص ندارد ، از برخورد امواج درياها به سواحل سنگي نيز همواره دانه هايي از ديواره اين سواحل جدا شده و بر حسب درشتي و ريزي در فواصل كم و بيش از ساحل در كف دريا به جاي گذاشته مي شوند .
    اب علاوه بر تاثير فيزيكي مي تواند از طريق شيميايي مانند يك منبع اصلي يون هاي H+ و H- عمل نمايد و پديده هايي مانند تبادل ، هيدروليز ، انحلال ، اكسيداسيون و احياء را در نجزيه و تخريب سنگ ها موجب گردد . چگونگي ساختمان فيزيكي كاني ها ، جرم حجمي و وجود فضاي خالي در ساختمان تجمعي آنها در سهولت دخالت يون هاي خارجي و در نتيجه در شدت تجزيه و تخريب آنها توسط آب موثر مي باشند . خرد شدن سنگ ها يا تاثير فيزيكي آب كمك فراوان به تاثير شيميايي آن مي نمايد در واقع پس از تقسيم قطعه هاي بزرگ سنگ به كوچكتر سطح تماس افزايش يافته و در نتيجه تاثير شيميايي آب بيشتر مي شود .
    آب در تماس با سنگ ها مواد قابل حل آنها را در خود حل مي كند و در جايي ديگر به صورت رسوب به جاي مي گذارد به عنوان مثال نمك طعام به قدر كافي در سنگ هاي رسوبي وجود دارد به مقدار قابل ملاحظه (357 گرم در ليتر) در آب حل مي گردد و به آساني از محلي به محل ديگر انتقال مي يابد . گچ نيز به مقدار كمتر (2 تا 5/2 گرم در ليتر) در آب حل مي شود ولي با توجه به مقدار زياد آن در طبيعت اغلب از طريق سيلاب ها و به صورت دانه هاي معلق منتقل مي گردد .
    قابليت حل سيليكات ها در آب بسيار ضعيف است ولي آب به علت داشتن خاصيت هيدروليز و احياء بر روي سيليكات ها تاثير مي نمايد و از آنها رس يعني مهم ترين واحد بافت خاك را مي سازد .
    آب گاز كربنيك دار به مراتب تاثير شيميايي بيشتري از آب خالص دارد ، به علاوه هر قدر دماي آب بيشتر باشد باز هم بر شدت تاثير آن افزوده مي گردد . بدين ترتيب آب گاز كربنيك دار بر روي سنگ هاي آهكي بسيار كم محلول در آب خالص تاثير مي گذارد و از آنها كلسيم بي كربنات قابل حل را مي سازد .
    CaCo3 + H2O + CO2 Ca (HCO)2
    آب گاز كربنيك دار با سهولت بيشتري در تشكيل رس كائولينيت از ارتوز عمل مي نمايد و سيليس را به صورت ژلاتيني آزاد مي كند .
    6Sio2 , Al2o3 , K2o + 4H2o + CO2 2Sio2 , Al2o3+2H2O+K2CO3+4Sio2+ 2H2O
    آب گاز كربنيك دار از انورتيت كه يك فلدسپات كلسيم دار است رس كائولينيت و كلسيم كربنات را آزاد مي كند .

    2Sio2 , Al2o3 , CaO + CO2 + 2H2O 2Sio2 , Al2o3 , 2H2O+ CaCO3
    سرانجام آب علاوه بر موارد فوق به عنوان كاتاليزور نيز در اكسيد شدن فلزات دخالآت مي نمايد و عامل اصلي هيدارته شدن اكسيدها مي باشد .
    2Fe + 3 O2 Fe2O3 (هماتيت)
    2
    Fe2O3 + H2O 2Fe OOH (گوئتيت)

    «« در جهان هیچ چیز بهتر از راستی نیست »»

  10. Top | #455
    پارسیان (شاپرزفا)
    Bauokstoney آنلاین نیست.
    ورود به پروفایل ایشان

    عنوان کاربر
    ناظـر ســایت
    تاریخ عضویت
    Jan 1970
    شماره عضویت
    3
    نوشته ها
    72,809
    میانگین پست در روز
    4.44
    حالت من : Asabani
    تشکر ها
    1,464
    از این کاربر 18,856 بار در 14,692 ارسال تشکر شده است.

    موضوع پیش فرض خاک شناسی (قسمت دوم)




    تاثير عوامل جوي :
    عوامل جوي از قبيل دما ، باد ، باران و تگرگ در تجزيه و تخريب سنگ هاي تشكيل دهنده خاك موثر مي باشند . اختلاف درجه حرارت روز و شب و فصولآ مختلف سال موجبات انبساط و انقباض سنگ ها را فراهم مي كند و چه بسا كه با ادامه اين تناوب سنگ متلاشي شده و تكه هايي از آن جدا مي گردد اين پديده در مناطق بياياني با اختلاف دماي بيشتر شب و روز به ويژه در فصولآ سرد از اهميت بيشتري برخوردار است . هر قدر غير يكنواختي در ساختمان و دانه هاي تشكيلآ دهنده سنگ بيشتر باشد ( سنگ هاي دگرگوني) پديده اختلآاف دما زيادتر مورد توجه قرار مي گرد . در واقع تفاوت رنگ ، بافت و ساختمان در قطعه يي واحد از يك سنگ اختلاف مقدار جذب گرما و تفاوت ميزان انبساط و انقباض را در اجزاء مختلف موجب مي گردد و در نتيجه متلاشي شدن با سهولت بيشتري صورت مي پذيرد .
    دماي محيط و رطوبت در تجزيه و تخزيب سنگ ها اغلب مشاركتي فشرده دارند . كليه مواردي كه در خصوص تاثير آب در تشكيل خاك از سنگ گفته شد با افزايش دما تشديد مي گردد . در دنباله تاثير اختلآاف دما كه اغلب شكاف هايي در سنگ ها پديد مي آورد آب باران داخل سنگ نفوذ مي كند در دماي زير صفر يخ مي بندد و مالاَ به علت ازدياد حجم در متلاشي شدن سنگ كمك مي نمايد . سرانجام بايد اضافه نمود كه به ويژه در آب و هواي گرم و مرطوب ضربه هاي باران هاي شديد و تگرگ درشت قادر است همواره دانه هايي از سنگ هاي ناپايدار را جدا نموده و سهمي در تشكيل خاك از سنگ ها داشته باشد .
    بادهاي شديد ضمن حمل دانه هاي شن و كوارتز آنها را با سرعت زياد به سمت ديواره سنگ ها پرتاب مي كنند و از آنها ذراتي را جدا مي سازد . اين پديده اغلب در مناطق بياباني به چشم مي خورد به طوري كه در اين مناطق عملآ مي توان خراش ها و خطوط برخورد ذرات شن و كوارتز را بر روي ديواره سنگ هايي كه در مسير باد قرار دارند ملاحظه نمود .
    در تاثير عوامل جوي عملآ صاعقه را در ارتفاع ها نبايد از ياد برد اين پديده جوي اغلب موجبات شكاف هاي قابل توجهي را در سنگ هاي مناطق كوهستاني فراهم مي نمايد و در نتيجه ساير عوامل جوي با سهولت بيشتري موثر واقع مي گردند .

    تاثير موجودات زنده :
    گياهان ، جانوران و ميكروارگانيسم ها به نوبه خود در تشكيل خاك از سنگ ها موثر مي باشند . گياهان زنده مي توانند در عين حالآ تاثير مكانيكي و شيميايي داشته باشند ريشه گياه ضمن رشد و ادامه حيات در درز و شكاف سنگ ها نفوذ مي كند با ترشح اسيدي خود مواد غير قابل حلآ در آب را به صورت محلول در مي آورد و با عمل تنفس بر CO2 محيط خود مي افزايد . بدين ترتيب فرايندهاي فيزيكي و شيميايي ريشه گياهان بر شدت تاثير آب و عوامل جوي مي افزايد و در نتيجه پديده هاي تجزيه و تخريب در محيط فعالآيت گياهان به مراتببيشتر از مناطق فقير از رستني ها اتفاق مي افتد .
    ميكرو ارگانيسم علاوه بر فعاليت موثر خود بر روي مواد آلآي و تغيير و تحولآ آنها در جهت معدني شدن عده يي نيز به ويژه از نوع اتوتروف عملآ در تخريب سنگ هاي اوليه دخالت مي نمايند . اين باكتري ها قادرند ساختمان بدن خود را از تغذيه عناصري چون كلسيم و كربن موجود در سنگ هاي آهكي بسازند سرانجام مي توان گفت كه از بقاياي كليه ميكرو ارگانيسم پس از طي مراحل اوليه تجزيه و تخريب مقداري اسيدهاي آلي توليد مي گردد و اسيدهاي مزبور به نوبه خود قادرند حتي سيليكات هاي سنگ هاي اوليه را تجزيه و از آنها سيليس را آزاد نمايند .

    ساخت خاك:
    دانه هاي تشكيل دهنده خاك با واسطه كلوئيدهاي آلي و معدني حجم درشت تري را تشكيل مي دهند ، چگونگي اجتماع اين دانه ها به دور هم و شكل كلوخه هاي حاصله معرف ساخت يك خاك مي باشد . در واقع ساختمان خاك مكمل بافت آن در بيان خواص مختلف فيزيكي است .
    دو خاك كه از نظر تركيب فيزيكي دانه هاي تشكيل دهنده ( بافت) مشابه مي باشند ، ممكن است از نظر چگونگي تشكل اين دانه ها به دور هم ( ساخت) كاملاَ با هم تفاوت داشته باشند . به همين دليل است كه در تعيين بسياري از خواص فيزيكي خاك بررسي در وضعيت خاك دست نخورده يعني به صورتي كه در طبيعت وجود دارد انجام مي پذيرد تا تاثير ساختمان خاك در خواص مزبور منظور گردد .
    وقتي خاك در تركيب فيزيكي خود به قدر كافي اجزاء كلوئيدي داشته باشد و شرايط فيزيكو شيميايي آن طوري باشد كه كلوئيدها تجمع حاصل نمايند در اين صورت كلوئيدها همانند ملات يا سيماني دانه هاي به ابعاد مختلف را به هم پيوند مي دهند ( تشكيل خاكدانه) و فضاي خالي يا تخلخل كافي نيز در بين خاكدانه ها ايجاد مي گردد . برعكس در شرايط پراكنش كلوئيدها يا در خاك هايي كه از اين اجزاء فقيرند چنين تشكل و پيوندي بين دانه هاي تشكيل دهنده خاك صورت نمي پذيرد در نتيجه دانه هاي ريزتر به صورت تكدانه فاصله بين دانه هاي درشت تر را پر كرده و در مجموع خاك حالت فشرده و ساختمان فيزيكي نامناسبي به خود مي گيرد . ( شكل 6-3 )
    شكل 6-3 تجمع و پراكنش كلوئيدها ( تشكيل ساختمان فيزيكي مناسب و نامناسب)
    اجزاء ساخت خاك
    همان طور كه بافت خاك از تركيب فيزيكي دانه هاي به قطرهاي مختلف تشكيل شده ساخت خاك نيز از به هم پيوستن واحدهاي كوچكتركه خود از تشكيل دانه هاي خاك حاصل شده اند به وجود آمده است . در واقع ساختمان خاك حاصل چگونگي توزيع دانه سنجي اجزاء جامد آن و وجود نيروهاي الكتروستاتيك در محل هاي باردار مواد معدني ( رسي) و آلي ( هوموسي) مي باشد . اين نيروها به دانه هاي ريز كلوئيدي حالتي از سيمان را مي دهند كه از آن به هم پيوستگي دانه ها تشكيل اجزاء كوچك ساختمان خاك و سرانجام ساخت هاي درشت تر منتج مي گردد .

    اسكلت :

    از تجمع دانه هاي مستقل و هم تبلور دانه هاي درشت تر حاصل مي شود كه به آن اصطلاح اسكلت اتلاق مي گردد . اين چنين تشكل بسيار محم و استوار است به طوري كه دانه هاي درشت تر سازمان يافته در چنين وضعيتي همانند يك دانه واحد عمل مي كنند . هر يك از دانه هاي اخير قطري بيشتر از 2m دارد و بدين ترتيب اسكلت مي تواند مانند يك دانه شن يا سيلت تظاهر نمايد .

    پلاسما :
    پلاسما از تجمع كم و بيش همگن دانه هاي كوچكتر از 2m تشكيل مي گردد . بنابراين پلاسما اجزاء كلوئيدي را چه به صورت معدني و چه به صورت آلي در بر مي گيرد و خود مي تواند در مقام يك كلوئيد كمپلكس عمل نمايد .

    پوسته :
    پوسته از چند قشر كم و بيش متمايز پلاسما تشكيل مي گردد و در مقابل نور پلاريزه حالت انكسار مضاعف دارد . پوسته ها سطح واحدهايي چون اسكلت و شكاف ها يا محدوده حفره هايي حاصل از جانوران زنده خاك مانند كرم هاي خاكي را مي پوشانند . متخصصين خاكشناسي براي واحدهايي از خاك كه توسط پوسته ها از هم متمايزند اصطلاح پذر را به كار مي برند ، در واقع كوچك ترين واحد يك پذر همان خاكدانه يا آگرگا مي باشد .

    خاكدانه :
    كوچك ترين واحد شكل يافته ساختمان خاك را خاكدانه مي نامند كه شامل دانه هاي خاك همراه با مقداري عناصر فعال كلوئيدي مي باشد . اغلب خاكشناسان خاكدانه را به صورت يك واحد طبيعي خاك تعريف مي نمايند كه در آن اجزاء و دانه هاي اوليه خاك با هم مجموعه يي چسبناك را به وجود آورده اند .
    در يك خاكدانه علآوه بر طبيعت دانه هاي اوليه شرايط فيزيكي ،شيميايي و بيولوژيكي تشكيلآ دهنده خاك به نحوي بارز خودنمايي مي كنند . به طوري كه بررسي شكل ، ابعاد ، تركيب و چگونگي تشكيل خاكدانه و حتي مطالعه اجزاء كوچك تر متشكله آن فصلي از خاكشناسي را باز مي نمايد ( ميكرومورفولوژي يا به قول كوبينا ميكروپدولوژي) . در واقع خاكدانه از نظر شكل ، چسبندگي و پايداري به عنوان واحدي از ساخت خاك ، بيانگر چگونگي كيفيت ساختمان خاك به ويژه از نظر پايداري مي باشد .

    رنگ خاك
    رنگ مشخصه يي از خاك است كه به آساني قابل تشخيص مي باشد و براي منطقه يي محدود علامت بارزي براي تمايز انواع خاك آن محدوده به حساب مي آيد . رنگ خاك معمولآ معلول پديده هاي پدوژنر يا يكي از عواملآ تشكيل خاك مي باشد مع ذالك ممكن است كه تعيين كننده رنگ خاك است نقش اساسي را در تشكيل خاك نداشته و يا اين كه رنگ معيني از خاك و حتي سنگ هاي مشابه نتيجه تاثير عوامل متفاوت باشد . بدين ترتيب در استفاده از مشخصه رنگ به عنوان علآمت بارز گروه معيني از خاك بايد همواره جانب احتياط را رعايت نمود و در طبقه بندي خاك ها نبايد رنگ را به عنوان تعيين كننده اصلي به حساب آورد .

    عناصر و عوامل تعيين كننده رنگ خاك
    مهم ترين مواد تعيين كننده رنگ خاك عبارتند از : هوموس و تركيب هاي معدني مانند اكسيدها ، سولفورها ، سولفات ها ، كربنات و كلرورها . رنگ هاي روشن و متمايل به سفيد معمولا فراواني مواد معدني متمايل به سفيد يا بي ررنگ است كه از آن ميان مي توان سيليس ، آهك (كلسيم كربنات) ، گچ (كلسيم سولفات) ، نمك ( سديم كلرور) و رس خالص ( آلومينيم سيليكات) را نام برد . رنگ روشن به ندرت در افق هاي سطحي خاك هاي تكامل يافته مشاهده مي شود ( مگر در مناطق خشك و صحرايي) اين رنگ اغلب در افق هاي تحتاني ، در خاك هاي جوان و تكامل نيافته و يا خاك هاي فرسايش يافته يي كه افق هاي سطحي خود را از دست داده اند ديده مي شود . رنگ هاي تيره و متمايلآ به سياه ( قهوه يي تيره ، خاكستري تيره) اغلب معلول فراواني موادي مانند هوموس ، سولفور آهن ، اكسيد منگز و سديم كربنات مي باشد ، در حالي كه رنگ هاي متمايلآژ به قرمز تابژ ( با عبور از قهوه يي ، نارنجي و زرد) از فراواني تركيب هاي آهن در درجات مختلآف اكسيداسيون ناشي مي گردند . به نظر مي رسد كه سنگ مادر تشكيل دهنده خاك اولين منبع تعيين رنگ خاك باشد ، خاك هاي همرنگ سنگ مادر معمولآ جوان يا از نظر مواد آلآي و هوموسي فقير مي باشند .
    در وضعيت موجود رنگ خاك نه تنها عناصر و واد تعييد كننده ، رنگ بلكه عوامل و پديده هايي كه وجود اين عناصر و چگونگي توزيع و تاثير آنها را در خاك موجب شده اند همواره موثر مي باشند . اكسيداسيون و هيدراتاسيون تركيبات آهن دار اغلب با تغيير ررنگ همراه است ، با باز كردن شكافي در خاك رس و قرار دادن آن در معرض فعل و انفعال هاي فوق پس از چند ماه رنگ قشر سطحي شكاف خاكستري متمايل به آبي به خاكستري متمايل به زرد و در نهايت به رنگ زرد كم و بيش تيره مي رسد .
    همين ترتيب چنين تناوب رنگ در خاك هاي آهكي فشرده حاوي آهن كه در معرض هوا قرار مي گيرد مشاهده مي گردد . اين وضعيت در خاك هاي با سفره آب نسبتاَ سطحي نيز قابل رويت است ، حركت سفره و تغيير سطح آن تناوبي از پديده هاي اكسيداسيون و احياء را موجب مي گردد به طوري كه تنوعي از رنگ هاي روشن زرد و نارنجي در ضخامتي كه در بالاي سفره آب قرار دارد ( اكسيداسيون تشكيل سولفات آهن) و رنگ هاي تيره متمايل به آبي در قسمت اشباع از آب (احياء و تشكيل سولفات آهن) تظاهر مي نمايد .
    عملآ بي رنگ شدن گاهي در افق هايي از خاك مشاهده مي گردد اين پديده اغلب در اثر فقير شدن خاك از هوموس يا ساير مواد رنگي اتفاق مي افتد . شستشو و فرسايش علتي عمده در بي رنگ شدن خاك ها مي باشد ، در نتيجه اين عملآ هوموس و تركيب هاي آهن از افقي شسته شده و خاك رنگ خود را مي بازد (پودزولي شدن) . در مقابل در خاك هايي مانند راندزين كه بر روي سنگ مادر آهكي ، شرايط آب و هوايي مرطوب و رستني هاي كافي تشكيل مي گردند گرايش رنگ خاك از روشن ( به علت سنگ مادر آهكي) به سمت تيره ( به علت مواد آلي و هوموس حاصل از بقاياي رستني ها ) به عنوان عاملي از تكامل به حساب مي آيد ، به طوري كه در اين گروه از خاك درجه بالاي تيره شدن خود نشانه يي از حاصلخيزي بيشتر آنها مي باشد .
    گاهي رنگ عمومي خاك در رابطه با تيپ ژنتيكي آن است ، مثلاً خاك هايي مناطق خشك معمولاَ از هوموس فقيرند و در نتيجه بي رنگ ، خاكستري روشن و يا بژ مي باشند ، خاك هاي مناطق حاره معمولاً قرمزند . خاك هاي مناطق معتدله اغلب به رنگ هاي قهوه يي ديده مي شوند و نام اين خاك ها ( براون) نيز بي ارتباط با رنگ آنها نمي باشد . خاك هاي مرطوب و ماندايي ( هيدرومورف) اغلب حالت مرمري و تيره به خود مي گيرند . سرانجام خاك هاي آلي و هوموسي رنگ سياه يا قهوه يي مايل به سياه دارند .
    تعيين رنگ خاك
    به ندرت اتفاق مي افتد كه تمامي پروفيل خاك رنگ واحدي داشته باشد . معمولاَ افق هاي يك نيمرخ رنگ هاي كم و بيش متفاوتي را نشان مي دهند حتي ممكن است در يك افق رنگ لكه ها و دانه هاي تجمعي با رنگ زمينه آن تفاوت داشته باشد كه در اين صورت در دفترچه تشريح به چنين عدم يكنواختي دقيقاً اشاره مي گردد .
    رنگ خاك با شدت نور خورشيد و به ويژه رطوبت به طور محسوسي تغيير مي نمايد به همين دليل سعي مي شود كه نيمرخ مورد مطالعه همواره در جهت تابش خورشيد حفر شود و مطالعه در وضعيت خشك صورت پذيرد . حتي گاهي براي تشريح دقيق تر پروفيل به ويژه در خاك هايي كه رنگ نقش مهم تري در تفسير نتايج دارد رنگ هر دو حالت خشك و مرطوب تعيين مي گردد .
    در حال حاضر براي نشان دادن رنگ خاك از يك كد بين المللي به نام « مانسل» استفاده مي شود . اين كد به صورت دفترچه يي معرفي شده كه هر برگ ان شامل تعدادي نمونه رنگ خاك است . هر رنگ مانسل به كمك سه پارامتر هيو ، واليو ، كرومامشخص مي گردد . در ميان رنگ هاي اصلي دو رنگ زرد و قرمز ( يكي يا هر دو) در كليه خاك هاي كره زمين به عنوان دو رنگ غالب شناخته شده اند و هيو نماينده رنگ طبيعي غالب در رابطه با طول موج نور است . تمامي رنگ هاي معرفي شده در هر صفحه دفترچه مانسل مربوط به هيو معيني مي باشند كه در آن از حروف Y , R (زرد و قرمز) و عددي كه درجه غلبه اين دو رنگ را نشان مي دهد استفاده شده است . مثلآ 10R نماينده يك طيف قرمز غالب است كه بنابر مقياس كد شدت آن 10 يا حداكثر است ، در صفحه ديگر 2.5Y نشان دهنده رنگ غالب زرد با شدت 5/2 مي باشد . در صفحه هايي كه هر دو حرف Y , Rديده مي شوند ، برتري غالب بودن يك رنگ با عدد هيو مشخص مي گردد . مثلآ 5 YR نمايانگر تساوي غلبه دو رنگ 7.5 YR معرفبرتري غلبه رنگ زرد و 2.5Y R نشان دهنده برتري غلآبه رنگ قرمز مي باشد .
    واليو درجه تيره گي و روشني رنگ را بيان مي كند كه در هر صفحه دفترچه تغييرات آن در جهت عمودي از پايين تيره (واليو = 5/2 ) تا بالاي روشن (واليو = 8) مشاهده مي شود . كروما در جهت افقي و تغييرات آن از صفر تا 8 مي باشد ، به طوري كه هر قدر اين عدد بزرگ تر باشد نمايند. درجه خلوص زيادتر يا شدت عمل بيشتر رنگ هايي طيفي زرد و قرمز است بدين ترتيب5 YR 6 معرف خاكي است با رنگ بژ كمي متمايل به قرمز كه در آن هيو5 YR ، واليو6 و كروما 4 مي باشد .

    «« در جهان هیچ چیز بهتر از راستی نیست »»

  11. Top | #456
    پارسیان (شاپرزفا)
    Bauokstoney آنلاین نیست.
    ورود به پروفایل ایشان

    عنوان کاربر
    ناظـر ســایت
    تاریخ عضویت
    Jan 1970
    شماره عضویت
    3
    نوشته ها
    72,809
    میانگین پست در روز
    4.44
    حالت من : Asabani
    تشکر ها
    1,464
    از این کاربر 18,856 بار در 14,692 ارسال تشکر شده است.

    موضوع پیش فرض خاک شناسی (قسمت سوم)


    مقدار آب در خاك
    خاك بنا بر شرايط و موجوديت فيزيكي خود مقداري آب را در خود نگهداري مي كند و يا از خود عبور مي دهد . ظرفيت يك خاك در نگهداري آب و همچنين قابليت آن در خصوص هدايت آب داراي اهميت زياد در پديده هاي خاكشناسي ، آبياري و مسائل اقتصاد آب مي باشد .
    چگونگي موجوديت فيزيكي خاك مانند بافت ، ساخت و ميزان خلل و فرج ريز و درشت استعداد يا قابلآيت خاك را در رابطه با آب تعيين مي نمايد . اين استعداد در خاك هاي مختلآف و در موقعيت هاي مشخص آب در خاك كميت هاي متفاوتي را نشان مي دهد كه در نتيجه چگونگي استفاده از آب و خاك در شرايط ويژه محيط از آن منتج مي گردد .
    برخلاف مشخصات حاصلخيزي كه قسمت اعظم اندازه گيري هاي مربوطه در آزمايشگاه بر روي نمونه هاي خاك صورت مي پذيرد ، ادازه گيري مقدار آب در خاك و همچنين ساير مشخصه هاي فيزيكي مربوط به فاز مايع در خاك را مي توان يا در محل و يا در آزمايشگاه انجام داد . مزيت عمده اندازه گيري در آزمايشگاه دقت بيشتر و نقص عمده آن ارائه نمونه با واقعيت ضعيف تر مي باشد در حالآي كه در اندازه گيري دقت بيشتر در صحرا عكس اين موضوع صادق است .
    مقدار آب در خاك را مي توان يا با اندازه گيري جرم آب از دست رفته يك نمونه خاك در داخل يك اتو و يا از طريق اندازه گيري مشخصات مختلفي كه در رابطه با حضور آب قرار دارند تعيين نمود . مشخصه هاي اخير عبارتند از واكنش شيميايي ، مقاومت الكتريكي ، انعكاس نوتروني و جذب اشعه . در اين خصوص به ويژه اندازه گيري پتانسيل فشار را مي توان يك روش تعيين مقدار آب دانست كه در مبحث پتانسيل آب در خاك مورد توجه قرار مي گيرد .
    اندازه گيري مستقيم مقدار آب در خاك با توزين قبل و بعد از خشك نمودن يك نمونه خاك صورت مي پذيرد . اين دو مقدار به ترتيب با جرم كل نمونه Mt و جرم بخش جامد آن Ms مطابقت دارد . مقدار آب وزني w عبارتست از :
    w = Mw 100 = Mt – M s 100
    M s M s {%}
    اين اندازه گيري را مي توان بر روي نمونه دست نخورده يا در هم انجام داد ، مع ذالك بايد دقت نمود كه از محل نمونه برداري تا آزمايشگاه نمونه آب خود را از دست ندهد . در صورتي كه چنين اندازه گيري بر روي نمونه دست نخورده صورت گيرد ، مي توان مقدار آب حجمي Θ را نيز تعيين نمود . در واقع اگر حجم كل (Vt) نمونه مشخص باشد رابطه زير را مي توان نوشت:

    Θ = Vw 100 = Mw 1 100 = 1 w M s
    Vt Pw Vt Pw Vt
    كه اگر به جاي Pw عدد جرم حجمي آب عدد (1) و به جاي Ms علامت مشخصه جرم حجمي ظاهري خاك pa را قرار دهيم خواهيم داشت :

    Θ = wpa
    حرکت آب در خاک غیر اشباع

    وقتی رطوبت در خاک کمتر از ظرفیت مزرعه می باشد , نیروی محرکه از آب از خود توده خاک ناشی می گردد . در واقع توده خاک با دارا بودن نیروی مکش , در مقابل نقصان رطوبت از خود قدرت بیشتری نشان می دهد و تا برقراری تعادل همواره در تلاش جذب آب از نقطه مرطوب تر می باشد .
    سرعت و حرکت آب کاپیلاریته در خاک معمولاً کمتر از سرعت حرکت آی اشباع است , ولی به دلیل اهمیتی که در مسایل آبیاری , زهکشی و تغذیه گیاهی دارد غیر قابل چشم پوشی است . همان طور که منشاء حرکت آب کاپیلاریته از اختلاف رطوبت بین دو نقطه از توده خاک منتج می گردد سرعت آن نیز تابعی از اختلاف پتانسیل ماتریک در طول مسیر حرکت می باشد . برای توجیه حرکت آب در خاک غیر اشباع در رابطه با تغییرات پتانسیل ماتریک , ستونی از خاک غیر اشباع را بین دو صفحه قابل نفوذ F1 , F2 قرار می دهیم و طرف دیگر این صفحات را به منابع آب به ترتیب با سطوح تر از Z1 , Z2 مرتبط می نماییم . ( شکل 27-4) اگر پس از برقراری جریانی ثابت dQمقدار دبی باشد که از واحد سطح عبور می کند خواهیم داشت :

    dQ = λ (z2 – z1)
    dt L
    که در آن L طول استوانه خاک و λ ضریب هدایت آب در خاک غیر اشباع می باشد .
    در واقع وزن آب دو ستون Z1 , Z2نیروی مکشی در دو طرف استوانه خاک غیر اشباع ایجاد می نماید که تفاوت آنها(z2 – z1) معرف اختلاف پتانسیل ماتریک اعمال شده دو سطح F1 , F2 می باشد . هر قدر این اختلاف پتانسیل بیشتر باشد λکمیت زیادتری به خود می گیرد . به عبارت دیگر λ خود تابعی از اختلاف پتانسیل ماتریک است { λ=f(ψ)}و برای یک اختلاف پتانسیل ثابت هر قدر رطوبت خاک از نقطه پژمردگی به ظرفیت مزرعه نزدیکتر باشد کمیت بیشتری به خود می گیرد . بدین ترتیب λ در خاک غیر اشباع می تواند در مقابل kدر خاک اشباع قرار گیرد , k (نفوذ پذیری در خاک اشباع) در یک خاک معین ثابت است درحالی که λ(نفوذ پذیری در خاک اشباع) ثابت نمی باشد و همان طور که اشاره گردید همواره به اختلاف پتانسیل ماتریک بستگی دارد .
    فوس1 برای اولین بار تغییرات مکش و نفوذ پذیری را در رابطه با مقدار آب در یک خاک سیلت لوم مطابق شکل 28-4 نشان داد . در واقع منحنی pfو منحنی نفوذپذیری در مقادیر مختلف رطوبت شکل نسبتاً مشابه ولی در خلاف جهت هم را نشان می دهند یعنی وقنی مکش یا پتانسیل آب در خاک افزایش می یابد هدایت آب در خاک کمتر می شود .
    تشریح عملی حرکت آب در خاک غیر اشباع
    1) خاک تا عمق کافی زهکشی می شود :
    توده خاکی که تمامی آب اشباع خود را از دست داده و به ظرفیت آب رسیده است در حالتی از تعادل قرار دارد (dψ = o). هر گونه کمبودی از رطوبت در هر منطقه موجبات حرکت آب در خاک را فراهم می سازد در واقع عوامل به وجود آورنده این حرکت عبارتند از : تبخیر , تعریق , تفعل و انفعال های شیمیایی و بیولوژیکی .
    تبخیر عامل مهمی در تقلیل رطوبت موضعی در خاک و محرک برقراری حرکت آب در خاک غیر اشباع می باشد . وقتی ذخیره انرژی حرارتی در مولکول های آب موجود در خاک سطحی به حدی رسید که بتواند بر نیروی جاذبه ی (کوهزیون) مولکول های مجاور و فشار گاز موجود در سطح تبخیر فایق آید عمل پرواز مولکول ها یا تبخیر به وقع می پیوندد . در محیط خاک چنین انرژی حرارتی از خورشید کسب می گردد و در یک حالت کلی مقدار آن در روز بر واحد سطح در ارتفاعات بیشتر است . با تیخیر رطوبت در قشر سطحی آب از قشر بلافاصله پایین تر به سمت رویه خاک حرکت می کند و با ادامه تبخیر حرکت صعودی آب در خاک غیر اشباع تا عمق معینی سرایت مینماید که این عمق خود به موجودیت فیزیکی خاک بستگی دارد . عملاً با ادامه دوره خشکی حرکت آب در خاک غیر اشباع تحت تاثیر قدرت تبخیر کننده به مقدار قابل ملاحظه یی کاهش می یابد این توقف به علت تشکیل قشر نازکی از املاح در سطح خاک است که مولچ نامیده می شود و همانند ترمزی از ادامه تبخیر و حرکت صعودی آب در خاک غیر اشباع جلوگیری می کند . گیاه قسمت اعظم آب مورد نیاز خود را از طریق ریشه ها از محیط خاک تامین می کند که در آن جذب توسط ریشه تحت تاثیر خاصیت اسمز صورت می پذیرد و عمل تعریق و تعرق از طریق برگ ها گردش آب را در اندام های گیاه موجب می گردد . بدین ترتیب همان طور که تبخیر عنوان یک عامل حرکت آب در خاک غیر اشباع ذکر شد , تعرق نیز به عنوان عاملی دیگر با تاثیر بیشتر و مداوم تر در حرکت آب در خاک غیر اشباع ذکر شد , تعرق نیز به عنوان عاملی دیگر با تاثیر بیشتر و مداوم تر در حرکت مزبور به حساب می آید . در واقع اگر تبخیر در خاک های عاری از گیاه محدود به قشر سطحی خاک است و پس از مدتی در اثر تشکیل مولچ از شدت آن به مقدار قابل ملاحظه یی کاسته می شود , در عوض در خاک های تحت کشت و یا اراضی یی که در آنها غیر اشباع را در تمام عمق فعالیت خود فراهم می کنند .
    جذب آب توسط ریشه در خاک با حالت تماس ریشه با محلول ساده تفاوت دارد زیرا آب موجود در خاک متقابلاً به وسیله نیروی مکشی توده خاک به آن مربوط است و رطوبت قابل استفاده گیاه بخشی است که با نیروی کمتر از نیروی مکشی ریشه در جذب توده خاک قرار دارد . به همین دلیل هر قدر رطوبت خاک به ظرفیت مزرعه نزدیک تر باشد , جذب آب توسط ریشه ها آسان تر و در نتیجه حرکت آب در خاک غیر اشباع به سمت جوزه فعالیت ریشه ها با سهولت و سرعت بیشتر انجام می گیرد . مع ذالک در طول مصرف آب کاپیلاریته توسط گیاه ممکن است به علت محبوس شدن حباب هوا درمحلی تداوم یا پیوستگی آب بر روی جامد یا بین خلل و فرج ریز قطع شود و این عمل موجب توقف حرکت آب کاپیلاریته گردد . در عمل آبیاری بریا بهترین شرایط رابطه آب , خاک و گیاه و برداشت حداکثر محصول بررسی ها نشان داده اند که بهتر است همواره رطوبت خاک در محدوده یی نزدیک به ظرفیت مزرعه باشد . در تفسیر نتایج این بررسی ها پدیده قطع پیوستگی آب در خاک غیر اشباع در رطوبت های مجاور نقطه پژمردگی از اهمیتی ویژه برخوردار است .
    منحنی های رطوبتی نیمرخ خاک پس از یک فاصله خشکی و درحالت زهکشی مناسب در شرایط تاثیر عوامل مولد حرکت آب (تبخیر و تعرق) در خاک غیر اشباع مطابق شکل 29-4 نشان داده می شوند . وقتی خاک عاری از رستنی است , قشر سطحی آن به رطوبت خود را از دست می دهد و هم زمان با آن حرکت آب کاپیلاریته از عمق به سمت سطح خاک اتفاق می افتد . تا این که تشکیل مولچ حرکت صعودی آب را تقریباً متوقف می نماید و منحنی در وضعیتی نسبتاً ثابت برقرار می ماند . در حالی که وقتی خاک تحت کشت است , از یک طرف پوشش گیاهی از تبخیر سریع آب سطحی جلوگیری می نماید و از طرف دیگر فعالیت ریشه ها حرکت کاپیلاریته را در عمق بیشتر و به صورت مداوم تری موجب می گردد به طوری که منحنی رطوبتی نیمرخ خاک وضعیتی متناسب با عمق فعالیت ریشه ها و شدت تبخیر و تعرق به خود می گیرد .
    2) یک سفره آب در عمق کم وجود دارد :
    وجود سفره آب موجب تشکیل ضخامت یا حاشیه یی با رطوبت حد فاصل ظرفیت اشباع و ظرفیت مزرعه می گردد . این حاشیه بلافاصله بر روی سفره مزبور قرار دارد و همواره به عنوان منبعی با پتانسیل ضعیف (≤ 2.5 pf ) برای حرکت کاپیلاریته به طرف افق های فوقانی(> 2.5 pf ) به حساب می آید . (شکل 30-4) همان طور که صعود آب در لوله های موئینه یی با قطر آنها نسبت معکوس دارد , در توده خاک نیز ضخامت این حاشیه بر روی سفره آب به موجودیت فیزیکی به ویژه درصد تخلخل ریز خاک ارتباط دارد .
    اگر عوامل خارجی مولد حرکت کاپیلاریته یعنی تبخیر و تعرق ناچیز و تعرق ناچیز باشد (خاک عاری از گیاه با پوشش کاه) رطوبت در نیمرخ خاک با سفره آب زیرزمینی تعادلی حاصل می کند , منحنی رطوبت شکل ثابتی به خواد می گیرد و آب در خاک و سفره زیر آن به تعادل سکون در می آید . در این تعادل هر قدر سفره آب به سطح خاک نزدیک تر باشد رطوبت در عمق معینی از خاک بیشتر خواهد بود . در یک نیمرخ خاک همگن منحنی رطوبت به صورت یک شاخه نسبتاً عمودی از سطح به سمت عمق پیش می رود و سپس نزدیک به سفره آب با یک شکستگی به طرف رطوبت زیادتر به حد اشباع می پیوندد . در مقایسه خاک های مختلف با موجودیت فیززیکی متفاوت شکلی کلی تعادل سکون تغییر نمی کند منتهی هر قدر ظرفیت نگهداری آب بیشتر باشد درصد رطوبت در خاک بالای سفره بیشتر خواهد بود .
    اگر خاک پس از حصول تعادل با سفره آب تحت تاثیر عوامل خارجی مولد حرکت کاپیلاریته یعنی تبخیر و تعرق قرار گیرد , یا به عبارت ساده تر در هوای آزاد تحت کشت باشد در این صورت عامل تبخیر و تعرق همانند پمپی آب کاپیلاریته را به حرکت در می آورد و طی یک دوره خشکی سفره آب زیرزمینی همچون منبعی ماده اصلی چنین حرکتی را تامین می کند . نگارنده ضمن بررسی هایی حالت های مربوط به حرکت آب درخاک در حضور یک سفره آب را نشان داد که نمونه یی از آن در شکل 31-4 در حالت خاکی همگن و نسبتاً سنگین در سه فاصله سفره آب از سطح خاک (60 , 100 و cm180 ) ملاحظه می گردد . در این بررسی ها مرحله رشد گیاه و تراکم آن در واحد سطح تاثیر زیاد در شدت حرکت آب کاپیلاریته و مقدار مصرف آب (تبخیر و نعرق) دارد , به طوری که هر قدر میزان این فعالیت کمتر باشد منحنی رطوبت حاصله (منحنی های خط چین) به منحنی تعادل سکون(منحنی های تمام خط) نزدیک تر خواهد بود .
    سیستم آب , خاک , گیاه و اتمسفر
    انتقال آب سیستم خاک – گیاه به اتمسفر از دو کانال صورت می پذیرد یا از طریق تبخیر مستقیم آب موجود در خاک و یا از طریق آب حاصله از تعرق گیاهان که قبلاً به وسیله سیستم ریشه یی از خاک گرفته شده است . تبخیر مستقیم اصولاً در حوزه یی با ضخامت کم بلافاصله در زیر سطح خاک صورت می پذیرد چرا که در این حوزه انرژی لازم برای گرمای نهان تبخیر آب به قدر کافی فراهم می گردد . در حالی که در خصوص تعرق جایگاه اصلی تبخر در سطح دیواره های داخلی روزنه ها قرار دارد و انرژی لازم از بافت های مجاور گیاهی تامین می گردد که به دنبال آن تنظیم حرارتی اندام ها صورت می پذیرد .
    این دو فرایند به طور توامان اتفاق می افتند و تمایز آنها از هم مشکل می باشد به طوری که هر دو آنها تحت عبارت کلی تبخیر و تعرق با هم مطرح می گردند . مع ذالک باید در نظر داشت حتی زمانی که فقط قسمتی از خاک زیر پوشش گیاهی قرار دارد کمیت تبادل از طریق تعرق بسیار مهم تر از تبادل از طریق تبخیر مستقیم می باشد , زیرا گیاه همانند یک پمپ عمل می کند و قدرت مکش خود را از سطح تا عمق حوزه فعالیت ریشه ها تا آن جا که ذخیره آب وجود دارد اعمال می نماید .
    ازسوی اتمسفر همواره مکشی بر سطح خاک و پوشش گیاهی وارد می گردد و این قدرت با تعدادی از پارامترهای مربوط به وضعیت اقلیمی محل تعیین می شود . بدین ترتیب فرایند تبخیر و تعرق از یک طرف توسط خواست تبخیری هوا و از طرف دیگر به وسیله ظرفیت سیستم خاک – گیاه برای پاسخ به ین خواست تحت تاثیر قرار دارد . ظرفیت سیستم به نوبه خود از عوامل مختلف به ویژه ناشی از چگونگی دسترسی به آب و فیزیولوژی گیاه منتج می گردد
    خواست تبخیری
    خواست تبخیری هوا بیانگر استخراج بهار آب می باشد که از طریق اتمسفر بر سیستم خاک – گیاه اعمال می گردد . این خواست از یک طرف توسط انرژی های موثر در تبخیر و از طرف دیگر به وسیله ظرفیت های انتقال بخار آب تولید شده به سمت اتمسفر مشخص می گردد .
    انرژی های وارده با بیلان تبادل های تشعشعی خالص می گردند بدین ترتیب خواست تبخیری در هوای روشن و آفتابی بیشتر از هوای گرفته و ابری خواهد بود . انتقال بخار آب تولید شده در حوزه سطحی خاک یا در فضای روزنه های برگ ها در پاسخ یک شیب فشار بخار آب صورت می پذیرد . بنابراین قسمتی از خواست تبخیری نیز تحت تاثیر تفاوت فشار بخار موجود بین هوای حوزه تبخیر و هوای جو قرار دارد که هر قدر هوای اتمسفر خشک تر باشد این خواست بیشتر خواهد بود . از طرفی از آن جایی که فشار بخار هوای موجود در فضای روزنه های گیاهان معمولاً نزدیک به فشار اشباع می باشد خواست تبخیری با شدتی بیشتر در سطح سیستم گیاهی عمل می نماید .
    برای تعیین مشخصات هواشناسی یک مطقه کوچک از نظر خواست تبخیری , فرایند تبخیر و تعرق بالقوه یا پتانسیلمطرح می گردد که اصطلاحاً به ETPنشان داده می شود . این فرایند با جمع کل مصارف آب یک پوشش گیاهی با گستردگی کامل بر روی خاک بیان می گردد در صورتی که در شرایط اقلیمی محل تغذیه رطوبتی این فرایند با یک آهنگ مطلوب و کافی در پاسخ تبخیری صورت پدیرد .
    بنابراین با توجه به نبودن محدودیت در شرایط مطلوب سیستم خاک – گیاه گاهی به جای تبخیر و تعرق پتانسیل عبارت تبخیر و تعرق بدون محدودیت نیزز به کار برده می شود .
    معمولاً و به دلایل کاربردی پوشش گیاهی حاصله از چمن به عنوان مرجعی در ارزیابی ETP به کار می رود . بنابراین مفهوم «تبخیر و تعرق بدون محدودیت» کاملاً به صورت تئوری باقی می ماند زیرا یک نوع دیگر پوشش گیاهی ممکن است در همان شرایط مقدار تبخیر و تعرق بیشتری را نشان دهد . مع ذالک اصطلاح خواست تبخیری هوا با مفهوم تبخیر و تعرق پتانسیل که فقط به عوامل اقلیمی بستگی دارد همواره یک نقطه مرجع را برای مقایسه مناطق مختلف تشکیل می دهد و استفاده از آن در چهار چوب طراحی و مدیریت آبیاری از اهمیت زیادی برخوردار می باشد .
    «« در جهان هیچ چیز بهتر از راستی نیست »»

کلمات کلیدی این موضوع

پارسیان (شاپرزفا) مجوز های ارسال و ویرایش

  • شما نمیتوانید موضوع جدیدی ارسال کنید
  • شما امکان ارسال پاسخ را ندارید
  • شما نمیتوانید فایل پیوست کنید.
  • شما نمیتوانید پست های خود را ویرایش کنید
  •