(c) Schechner Michshur 1 Calorimetry1 מכשור אלקטרוני ד"ר פנחס שכנר לאחרים: ימי א' 8:30 עד 9:30 במעבדה לתאי דלק – D152 עם תיאום מראש http//brd4.ort.org.il/~pinchas שעות קבלה (לאלו שחיים בשנת 2008( 24 שעות ביממה, כל יום ב-: Syltar דף משוואות

(c) Schechner Michshur 1 Calorimetry2 שבוע נושא 1קלורימטריה ומצבי צבירהמצבי צבירה 2אלקטרוניקה של הוואקום 1 וואקום ננוטכנולוגיה 3אלקטרוניקה של הוואקום 2 4מכשור הפועל על פי הולכה בוואקום 5מכשור ננוטכנולוגי 1: מיקרוסקופ אלקטרוני 6מכשור ננוטכנולוגי 2: מיקרוסקופ כח-אטומי 7אלקטרוניקה של הפלסמה וגזים גזים 8מכשור הפועל על פי ההולכה בגזים 9הולכה בנוזלים פולריים נוזלים פולריים 10מכשור מבוסס הולכה בנוזלים 11תאים גלבניים ובטריות 12תאי דלק 1 13תאי דלק 2 14הולכה פולימריםפולימרים

(c) Schechner Michshur 1 Calorimetry3 Bibliography 1 - Regtien P. P. L.- Instrumentation Electronics. Pretence Hall Europe (Hertfordshire, Eng.), Mahan B. H.- College Chemistry. Addisson-Wesley Publishing Company (Reading, Massachusetts), Alonso M. and E. J. Finn - Fundamental University Physics III. Quantum and Statistical Physics. Addison-Wesley Publishing Company (Reading, Massachusetts), – A. J. Bard and L. R.Faulkner. Electrochemical Methods. Fundamentals and Applications. John wwiley and Sons, 2001

(c) Schechner Michshur 1 Calorimetry4 הרכב הציון בקורס 15%תרגילים, בזוגות, מוגשים במייל עד יום ג' שלפני השיעור בשעה 18:00 מתוכם 5% על "דפי נוסחאות" מוסיף רק עם ציון עובר בבחינה 85%מבחן ASME Journals Digital Submission Tool Guidelines and Information Writing a Technical Paper or Brief נוהל כתיבת מסמכים הנדסיים לפי

(c) Schechner Michshur 1 Calorimetry5 מכשור אלקטרוני פרק 1 : מצבי צבירה ותכונות מחזוריות תיאור מכשיר: דוגמה, הקלורימטר 1.1 מצבי צבירה כתלות באנרגיה1.2 פרודות ומצבי צבירה1.3 מחזוריות תכונות של יסודות1.4 הודעה על נובמבר 26: ההרצאה נדחית

(c) Schechner Michshur 1 Calorimetry6 תיאור מכשיר שם# מטרת המכשיר1 תיאור2 דיאגרמה סכמתית2.1 טבלת מכלולים2.2 עקרון הפעולה3 איך מארגנים טבלה הטבלה הוא כלי העברת מידע הנדסי ומדעי

(c) Schechner Michshur 1 Calorimetry7 הקלורימטר מכשיר לקביעת התכונות הבאות של חומרים:  נקודת התכה  נקודת נידוף  חום כמוס להתכה  חום כמוס לנידוף  קיבול חום מטרת המכשיר

(c) Schechner Michshur 1 Calorimetry8 קלורימטר – תיאור סכמתי במלל: הצגת השרטוט והטבלה 3 - הספקה לגוף חימום 2 - מקום לדגימה 1- תא מבודד 4 - לגוף חימום 5 -תרמומטר 6 -דוגמה נבדקת 7 - מיקרוסקופ

(c) Schechner Michshur 1 Calorimetry9 קלורימטר: רשימת מכלולים תיאור/תפקידשם המכלול#

(c) Schechner Michshur 1 Calorimetry10 עקרון הפעולה: חוק החימום של Joule ההתנגדות של מוליך R =  e L/S  e ]Ohm cm[ התנגדות ספציפית מוליכות ספציפית  dH/dt = i 2 R אותה ההתנגדות של חוק אום V = iR כאשר הזרם קבוע H = i 2 Rt ההספק P = H/t = i 2 R

(c) Schechner Michshur 1 Calorimetry11 מצבי צבירה כתלות באנרגיה מוצק H hs מעבר נוזל-גז H v נוזל H hl מעבר מוצק-נוזל H f גז H hg H [Energy/mass] T [ 0 K] mp bp פלסמה תוצאות גרפיות של קלורימטר

(c) Schechner Michshur 1 Calorimetry12 יחידותסימןגודל נמדד )בלחץ קבוע( 0C0F0K0C0F0K m.p. נקודת הקיפאון Melting point b.p. נקודת הרתיחה Boiling Point cal/mol cal/g J/mol J/g HfHf חום כמוס להתכה Latent Heat of Fusion HvHv חום כמוס לנידוף Latent Heat of Vaporization cal/mol/ 0 C J/mol/ 0 K J/g/ 0 K cal/mol/ 0 K CpCp חום סגולי Heat Capacity במצב צבירה נתון ערכים קבועים, בלתי תלויים בטמפרטורה, במעבר בין מצבי צבירה

(c) Schechner Michshur 1 Calorimetry13 התחשבות במסה  H hs = m  T C p חימום בתוך מצב צבירה  H f = m H f חום בהתכה  H v = m H v חום בנידוף להסתכל ביחידות  H hl = m  T C p חימום בתוך מצב צבירה

(c) Schechner Michshur 1 Calorimetry14 פולימרים Polymers אטומים, מולקולות וגבישים... בהמשך תרגיל: מצא את התכונות של שקף 12 ב-Handbook של חומר המכיל n פחמנים, כאשר n היא הסיפרה האחרונה של תעודת הזהות שלך המעבר ממצב צבירה אחת לשני איננו חד. יש תחום טמפרטורות שבהם הפולימר עובר מ"מוצק" לנוזל. הערכים של היסודות נמצאים במערכה המחזורית D. R. Lide, Editor, CRC Handbook of Chemistry and Physics, 83rd ed., CRC Press, Boca Raton ( ). חומרים נוספים ניתן למצוא ב-

(c) Schechner Michshur 1 Calorimetry15 האטום והיון Inner Shells רמה מלאה חלקית רמה ריקה ראשונה +Z גרעין רמות באטום בגזמקום בעל ההסתברות הגבוה ביותר למצוא את האלקטרון

(c) Schechner Michshur 1 Calorimetry16 נוצרות רמות במולקולה +Z הרמות הפנימיות נשארות צמודות לגרעין +Z חפיפה של רמות מלאות חלקית וראשונה ריקה +Z כאשר מקרבים אטום אחד לשני האלקטרונים של הרמות "המלאות חלקית" באטומים, מאכלסים את הרמות המולקולרית

(c) Schechner Michshur 1 Calorimetry17 רמות מולקולה פוליאטומית קווית +Z הרמות הפנימיות נשארות צמודות לגרעין. +Z חפיפה של רמות מלאות חלקית וראשונה ריקה +Z

(c) Schechner Michshur 1 Calorimetry18 רמות במוצק +Z הרמות הפנימיות נשארות צמודות לגרעין. +Z חפיפה של רמות מלאות חלקית וראשונה ריקה +Z לא סגור להמחיש שזה מספר גדול מאוד

(c) Schechner Michshur 1 Calorimetry19 היווצרות רמת הגביש EgEg רמת הערכיות: מיזוג של כל הרמות המלאות חלקית רמת ההולכה:מיזוג של כל הרמות הריקות הראשונות ערכיות הולכה EgEg

(c) Schechner Michshur 1 Calorimetry20 מיון מוצקים לפי E g 10 4  [  -1 cm -1 ] מתכות שם גדילה  (T) -0.0~ 0.2 E g [eV] מוליך למחצהקטינה 0.3 – 3.0 קטנה יותרמבודדקטינה > 4.0

(c) Schechner Michshur 1 Calorimetry21 מבנה בסיסי מוצק המבנה בסיסי החוזר על עצמו המבנה בסיסי החוזר על עצמו

(c) Schechner Michshur 1 Calorimetry22

(c) Schechner Michshur 1 Calorimetry23 נוזלים  אין סדר מרחבי קבוע  תנועה מתמדת  מגע תמידי בין פרודות

(c) Schechner Michshur 1 Calorimetry24 גז המרחק בין פרודות משתנה כל הזמן תנוע אקראית

(c) Schechner Michshur 1 Calorimetry25 טבלת השוואה תנועת הפרודות נוזליםרופף ומשתנה וויברציה, רעידה סביב נקודה קבועה מוצק גבוה קבוע הגביש a x, a y, a z PV = nRT (אידיאלי) EkEk גזיםאין מצב צבירהסדר מרחבי

(c) Schechner Michshur 1 Calorimetry26 הבדל בין מוצק ומולקולה מולקולה מוגבל, "סטכיומטרית " גבישבלתי מוגבל, שומר סטכיומריה, SiO 2 מספר אטומים H 2 O NH 3 H 2 O 2 C 6 H 12 O 6 מוצק מולקולרי

(c) Schechner Michshur 1 Calorimetry27 המערכה המחזורית סדר עולה של : מסה שורות סיום בגז אציל עמודות תכונות Z

(c) Schechner Michshur 1 Calorimetry28 פרטים בלוח של Sargent Welch תרגילים לשבוע הבאה: זוגיים

(c) Schechner Michshur 1 Calorimetry29 פרטים בלוח של Sargent Welch

(c) Schechner Michshur 1 Calorimetry30 Mahan, College Chemistry Noble Gases Minimum and Maximum Values Alkaline Metals Halogenes תכונות מחזוריות, E I E I, eV Z

(c) Schechner Michshur 1 Calorimetry31 Mahan, College Chemistry Noble Gases Minimum and Maximum Values Alkaline Metals Halogenes מצבי חימצון

(c) Schechner Michshur 1 Calorimetry32 מסה של חלקיק ביחידות amu שווה הערך של מסה של אטום מימן (בערך) שווה הערך של מסה של 1/12 איזוטופ פחמן 12 מסה של מולקולה ב- Kg MW amu = Σa.m. MW(Kg) = MW amu x m H m H = 1.66 x Kg מסה של מולקולה ביחידות amu MW(H 2 O) = (1x2) + 16 = 18 amu מדוע דרך מימן? כי המסה של מימן (ב-amu ( שווה ליחידה, בערך MW amu = Σa.m.

(c) Schechner Michshur 1 Calorimetry – חשב את המרחק הממוצע בין הפרודות בטמפרטורת החדר של: עבור גז, נניח שמדובר בגז אידיאלי המקיים: PV = nRT = n(N Avo k)T הסוד הוא למצוא את הנפח המולרי STP בתנאי P STP = 1 atm V STP = liter T STP = K n = 1 כלומר, בנפח של 22.4 ליטר, בלחץ אטמוספרי יש מול אחד של גז אידיאלי. מכאן, שהנפח שתופסת פרודה של גז אידיאלי יהיה: V particle (gas) = (22.4 x 10 3 )/(6.23 x ) = 3.6 x cm 3 גז כלשהו מים כנוזל נחושת

(c) Schechner Michshur 1 Calorimetry34 עבור מים, כדוגמה לנוזל טיפוסי: למול של מים יש מסה של 18 g הגדרת ה"גרם" זה המסה של סמ"ק מים לכן, למול של מים יש נפח של 18 סמ"ק כל מולקולה של מים תופסת: V particle (water) = 18/(6.23 x ) = 2.89x cm 3 עבור נחושת, דוגמה למוצק טיפוסי:g AW(Cu) = כל אטום של נחושת תופס: V particle (Cu) = 7.09/(6.23 x ) = 1.14x cm g/cm 3  (Cu) = הנפח של מול נחושת הוא: V mol Cu = AW M /  = 7.09 cm 3

(c) Schechner Michshur 1 Calorimetry – רשום את הסימן של היסודות שבקבוצות הרשומות בטבלה המחזורית. רשום ליד כל יסוד את המוליכות הספציפית שלו. צייר קוו המחבר את המוליכים למחצה -

(c) Schechner Michshur 1 Calorimetry36 VIIBVIBVBIVBIIIB s סימן s s s s ---F O N0.07C 5x B ---Cl 5x S P 4x10 -4 Si37.7Al Br8Se3.8As 3x10 -6 Ge1.8Ga I 2x10 -4 Te2.6Sb8.7Sn3.4In ---At0.7Po0.9Bi4.8Pb5.6Tl יחידות המוליכות הם:

(c) Schechner Michshur 1 Calorimetry37 המוליכות של המוצקים תלויה ב-: 2 -Impurities 4 - Temperature Negative Metal Positive SC, Resistor 3 - Irradiation Seleniumגלאים 1 -Allotropy Diamond Carbon Carbon Powder Graphite שקף 20

(c) Schechner Michshur 1 Calorimetry38 Allotropic Forms of Carbon

(c) Schechner Michshur 1 Calorimetry39 מעבר פזות, כוחות וואן-דר-וולס +Z הווצרות מסלול משותף לשני גרעינים במרחק מינימלי שבין שתי גרעינים יוצר מולקולה יציבה מה קורה כאשר המרחק הוא לא מינימלי?

(c) Schechner Michshur 1 Calorimetry40 מעבר פזות, כוחות וואן-דר-וולס +Z השדה של גרעין מרוחק משפיע על ההסתברות להמצאות של אלקטרון ה"שייך" לגרעין השני. השפעה חזקה לאלקטרונים של הרמות המלאות חלקית נוצרות רמות משותפות, לא יציבות, רגיעיות. "קשר וואן דר-וואלס"

(c) Schechner Michshur 1 Calorimetry41 בקשר שבין שני גרעינים פועלות שני כוחות מנוגדות: דחיה ומשיכה F N = F A + F R F A = Attractive Force F R = Repulsive Force מוצקים ונוזלים הם במצב צבירה כזה בגלל כוחות וון דר וואלס חום כמוס לרתיחה: שבירת הכוחות וון דר וואלס

(c) Schechner Michshur 1 Calorimetry42 r, A 0 E0E0 FAFA FRFR Potential Energy Repulsion Attraction 0 לכל הקשרים בין אטומים (קוולנטי, יוני, מימני) יש עקומה כזאת FNFN r0r0