دانلود پایان نامه ارشد:ضرایب ویریال و معادله حالت مایعات با مولکول-های بیضی¬وار سخت

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته :فیزیک

گرایش :حالت جامد

عنوان : ضرایب ویریال و معادله حالت مایعات با مولکول-های بیضی¬وار سخت

دانشگاه یاسوج

دانشکده علوم

گروه فیزیک

 

 

پایان نامه‌ی کارشناسی ارشد رشته‌ی فیزیک گرایش حالت جامد

 

ضرایب ویریال و معادله حالت مایعات با مولکول­های بیضی­وار سخت

 

 

اساتید راهنما:

دکتر ابوالقاسم عوض­پور

دکتر شاکر حاجتی

 

استاد مشاور:

دکتر قاسم رضایی

 

دی ماه 1390

 برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)در این پایان نامه ، ضریب دوم ویریال مایعات با مولکول­های بیضی­وار­های سخت کشیده با نسبت طول به عرض 3 تا 5 در فاز همسانگرد به طور عددی محاسبه شده است. عبارت­های تحلیلی دو پارامتری برای ضرایب ویریال مرتبه­های ششم و هفتم بیضی­وار­ها در فاز همسانگرد به دست آورده شده­اند. این عبارت­ها به خوبی ضرایب ویریال بیضی­وار­های کشیده و پهن را توصیف می­کنند. علاوه بر این، عبارت­های تحلیلی مناسبی بر حسب نسبت طول به عرض مولکول برای ضرایب ویریال مرتبه­های چهارم تا هشتم به دست آورده شده­اند. با استفاده از این عبارت­ها و به کار بردن بسط ویریال ضریب تراکم پذیری قطع شده تا جمله­ی هشتم،  معادله حالتی برای مولکول­های پهن پیشنهاد شده است. برای مولکول­های کشیده، با استفاده از روش پارسونز و وگا و استفاده از معادله حالت کارناهان- استرلینگ و ضرایب ویریال کروی، معادله حالت جدیدی پیشنهاد شده است. علاوه بر این، برای مولکول­های کشیده، معادله حالت جدید دیگری معرفی کرده­ایم که معادله حالت قبلی را بهبود بخشیده است. با مقایسه­ی نتایج به دست آمده از این معادلات حالت با نتایج شبیه­سازی مونت کارلو ملاحظه می­شود که نتایج به دست آمده در این پایان نامه با نتایج شبیه­سازی در توافق خوبی می­باشد.فهرست مطالب  عنوان                                                                                                                                                          صفحه فصل اول: مقدمه1-1 مقدمه­ای بر بلور مایع ................................................................................................................................................................................11-2 انواع بلور مایع .............................................................................................................................................................................................21-3 کاربرد بلور مایع ..........................................................................................................................................................................................51-4 طرز کارLCD ............................................................................................................................................................................................61-5 معادله حالت سیستم کره­ی سخت ........................................................................................................................................................71-6 معادله حالت مایعات با مولکول­های بیضی­وار ......................................................................................................................................91-7 ضریب ویریال ..............................................................................................................................................................................................91-8 معرفی ساختار کلی پایان نامه ...............................................................................................................................................................10فصل دوم: معادله حالت شاره­ها با مولکول­های کروی2-1 مقدمه ........................................................................................................................................................................................................122-2 معادله حالت شاره­ها با مولکول­های کروی ........................................................................................................................................122-2-1 قانون بویل ...........................................................................................................................................................................................122-2-2 قانون شارل ..........................................................................................................................................................................................132-2-3 قانون گاز کامل ...................................................................................................................................................................................132-2-4 معادله حالت وان­در­والس .................................................................................................................................................................132-2-5 معادله حالت ویریال ..........................................................................................................................................................................142-2-6 ضریب تراکم پذیری .........................................................................................................................................................................15فصل سوم: ضرایب ویریال مایعات با مولکول­های کروی3-1 مقدمه ........................................................................................................................................................................................................193-2 مکانیک آماری سیستم­های کلاسیکی ................................................................................................................................................193-2-1 چگالی  nذره­ای .................................................................................................................................................................................203-2-2 هنگرد کانونی ......................................................................................................................................................................................203-2-3 هنگرد کانونی بزرگ ..........................................................................................................................................................................233-3 ریاضیات تابعی .........................................................................................................................................................................................243-4 نظریه­ی تابعی چگالی کلاسیکی ..........................................................................................................................................................243-5 پتانسیل بزرگ و ضرایب ویریال ...........................................................................................................................................................263-6 ضرایب ویریال کروی ..............................................................................................................................................................................263-7 ضرایب ویریال و تابع مایر ......................................................................................................................................................................293-8 ضریب دوم ویریال با پتانسیل کره­ی سخت ......................................................................................................................................31فصل چهارم: ضرایب ویریال مولکول­های بیضی­وار4-1 مقدمه ........................................................................................................................................................................................................32 4-2 مایعات مولکولی غیر کروی ...................................................................................................................................................................324-2-1 تقریب مولکول سخت .......................................................................................................................................................................334-2-2 تقریب کلاسیکی ................................................................................................................................................................................334-2-3 تقریب مجموعه­ی جفت­ها ................................................................................................................................................................334-3 پتانسیل مدل گاؤسی .............................................................................................................................................................................344-3-1 مدل هم­پوشان گاؤسی سخت .........................................................................................................................................................354-3-2 اصلاح پارامتر فاصله ...........................................................................................................................................................................364-4 ضرایب ویریال مولکول­های غیر کروی ...............................................................................................................................................364-5 هندسه­ی بیضی­وار سخت ......................................................................................................................................................................374-5-1 حجم گسترش یافته ..........................................................................................................................................................................404-5-2 تابع کمکی بیضی­وار .........................................................................................................................................................................424-5-3 شعاع متوسط، سطح و حجم بیضی­وار ..........................................................................................................................................424-6 نظریه­ی مقیاس ذره برای ذرات غیر کروی و ضریب دوم ویریال .................................................................................................434-7 ضرایب ویریال بیضی­وار .........................................................................................................................................................................454-7-1 عبارت­های تحلیلی دو پارامتری برای ضرایب ویریال بیضی­وار سخت ...................................................................................464-7-2 عبارت­های تحلیلی برای ضرایب ویریال بر حسب نسبت طول به عرض مولکول بیضی­وار ...............................................49فصل پنجم: معادله حالت بیضی­وار سخت5-1 مقدمه ........................................................................................................................................................................................................585-2 اهمیت ضرایب ویریال در معادله حالت ..............................................................................................................................................595-3 بهینه­سازی معادله حالت بیضی­وار سخت ..........................................................................................................................................64فصل ششم: نتیجه­گیری6-1 نتایج ...........................................................................................................................................................................................................726-2 پیشنهادات ................................................................................................................................................................................................73مراجع..........................................................................................................................................................................75    فهرست نگاره­ها  عنوان                                                                                                                                                          صفحهنگاره­ی 1-1 نمایشی از (الف) بلور مایع و (ب) جامد بلوری .....................................................................................................................3نگاره­ی 1-2 نمایشی از فاز­های بلور مایع .....................................................................................................................................................4نگاره­ی 1-3 نمونه فاز­های اسمکتیک ............................................................................................................................................................5نگاره­ی 1-4 کاربرد­هایی از بلور مایع .............................................................................................................................................................6نگاره­ی 1-5 ساعت دیجیتالی ..........................................................................................................................................................................7نگاره­ی 4-1 مقایسه بین فاصله­های تماس مدل­های HGO و HER ...............................................................................................35نگاره­های 4-2 بیضی­وار و صفحه­ی کمکی در موقعیت  ....................................................................................................................38نگاره­ی 4-3 بیضی­وار دوار و حجم گسترش یافته ...................................................................................................................................40نگاره­ی 4-4 نمودار تغییرات ضریب ششم ویریال برحسب پارامترهای شکلی برای مولکول­های بیضی­وار سخت .....................48نگاره­ی 4-5 نمودار تغییرات ضریب هفتم ویریال بر حسب پارامترهای شکلی برای مولکول­های بیضی­وار سخت ....................49نگاره­ی 4-6 ضریب چهارم کاهش یافته­ی ویریال بر حسب نسبت طول به عرض ............................................................................50نگاره­ی4-7 ضریب پنجم کاهش یافته­ی ویریال بر حسب نسبت طول به عرض ...............................................................................51نگاره­ی 4-8 ضریب ششم کاهش یافته­ی ویریال بر حسب نسبت طول به عرض .............................................................................51نگاره­ی 4-9 ضریب هفتم کاهش یافته­ی ویریال بر حسب نسبت طول به عرض .............................................................................52نگاره­ی 4-10 ضریب چهارم ویریال کاهش یافته برای مولکول­های بیضی­وار پهن ...........................................................................52نگاره­ی 4-11 ضریب چهارم ویریال کاهش یافته برای مولکول­های بیضی­وار کشیده ......................................................................53نگاره­ی 4-12 ضریب پنجم ویریال کاهش یافته برای مولکول­های بیضی­وار پهن .............................................................................53نگاره­ی 4-13 ضریب پنجم ویریال کاهش یافته برای مولکول­های بیضی­وار کشیده ........................................................................54نگاره­ی 4-14 ضریب ششم ویریال کاهش یافته برای مولکول­های بیضی­وار پهن .............................................................................54نگاره­ی 4-15 ضریب ششم ویریال کاهش یافته برای مولکول­های بیضی­وار کشیده ........................................................................55نگاره­ی 4-16 ضریب هفتم ویریال کاهش یافته برای مولکول­های بیضی­وار پهن .............................................................................55نگاره­ی 4-17 ضریب هفتم ویریال کاهش یافته برای مولکول­های بیضی­وار کشیده ........................................................................56نگاره­ی 4-18 ضریب هشتم ویریال کاهش یافته بر حسب نسبت طول به عرض .............................................................................56نگاره­ی 5-1 نمودار­های ضریب تراکم­پذیری بر حسب کسر فشردگی برای بیضی­وار­ها با  ..........................................60نگاره­ی 5-2 نمودار­های ضریب تراکم­پذیری بر حسب کسر فشردگی برای بیضی­وار­ها با  ........................................60نگاره­ی 5-3 نمودار­های ضریب تراکم­پذیری بر حسب کسر فشردگی برای بیضی­وار­ها با  .....................................61نگاره­ی 5-4 نمودار­های ضریب تراکم­پذیری بر حسب کسر فشردگی برای بیضی­وار­ها با  .....................................61نگاره­ی 5-5 نمودار­های ضریب تراکم­پذیری بر حسب کسر فشردگی برای بیضی­وار­ها با  ..............................................62نگاره­ی 5-6 نمودار­های ضریب تراکم­پذیری بر حسب کسر فشردگی برای بیضی­وار­ها با  ..............................................62نگاره­ی 5-7 نمودار­های ضریب تراکم­پذیری بر حسب کسر فشردگی برای بیضی­وار­ها با  ..............................................63نگاره­ی 5-8 نمودار­های ضریب تراکم­پذیری بر حسب کسر فشردگی برای بیضی­وار­ها با  ...........................................63نگاره­ی 5-9 مقایسه­ی ضریب تراکم­پذیری حاصل از معادلات معرفی شده برای  ........................................................65نگاره­ی 5-10 مقایسه­ی ضریب تراکم­پذیری حاصل از معادلات معرفی شده برای  ..................................................65 نگاره­ی 5-11 مقایسه­ی ضریب تراکم­پذیری حاصل از معادلات معرفی شده برای  .................................................66نگاره­ی 5-12 مقایسه­ی ضریب تراکم­پذیری حاصل از معادلات معرفی شده برای  .................................................66نگاره­ی 5-13 مقایسه­ی ضریب تراکم­پذیری حاصل از معادلات معرفی شده برای  .........................................................67نگاره­ی 5-14 مقایسه­ی ضریب تراکم­پذیری حاصل از معادلات معرفی شده برای  .........................................................67نگاره­ی 5-15 مقایسه­ی ضریب تراکم­پذیری حاصل از معادلات معرفی شده برای  .........................................................68نگاره­ی 5-16 مقایسه­ی ضریب تراکم­پذیری حاصل از معادلات معرفی شده برای  ......................................................68نگاره­ی 5-17 مقایسه­ی  با ضرایب تراکم­پذیری سازنده­ی آن و داده­های شبیه­سازی موجود برای مولکول­های بیضی­وار با  .........................................................................................................................................................................................................69نگاره­ی 5-18 مقایسه­ی  با ضرایب تراکم­پذیری سازنده­ی آن و داده­های شبیه­سازی موجود برای مولکول­های بیضی­وار با  .........................................................................................................................................................................................................70نگاره­ی 5-19 مقایسه­ی  با ضرایب تراکم­پذیری سازنده­ی آن و داده­های شبیه­سازی موجود برای مولکول­های بیضی­وار با  .........................................................................................................................................................................................................70نگاره­ی 5-20 مقایسه­ی  با ضرایب تراکم­پذیری سازنده­ی آن و داده­های شبیه­سازی موجود برای مولکول­های بیضی­وار با  ......................................................................................................................................................................................................71    فهرست جدول­ها  عنوان                                                                                                                                                          صفحهجدول 4-1 ضریب دوم ویریال محاسبه شده در مقایسه با نتایج HGO و MF .............................................................................37جدول 4-2 مقایسه­ی نتایج معادلات به دست آمده برای ضرایب ویریال در  با مقادیر دقیق کره ................................57  فصل اولمقدمه  1-1 مقدمه­ای بر بلور مایعیونانیان باستان، عالم را متشکل از چهار عنصر آتش، خاک، آب و هوا می­دانستند. امروزه دانشمندان به کمک این عناصر، تمام اجزای تشکیل دهنده­ی جهان را آن­طور که هست، توضیح می­دهند. آتش بیانگر انرژی و سه عنصر دیگر بیانگر سه حالت ماده جامد، مایع و گاز می­باشد.در جامدات، نیروهای بین مولکولی به قدری قوی­تر از انرژی جنبشی هستند که باعث سخت شدن جسم و در نتیجه عدم جاری شدن آن می­گردند. مولکول­ها در مکان­های خاصی جای می­گیرند ­و فقط در اطراف این مکان­ها می­توانند حرکت نوسانی رفت و برگشتی بسیار کوچک انجام دهند. مرکز ثقل ماده در ساختار آن­ها ثابت است و حجم و شکل هندسی معینی دارند. جامدات نظم ساختاری بلند برد دارند و به دو دسته­ی بی­شکل و بلوری دسته­بندی می­شوند. جامدات بلوری همگن هستند و اتم­های آن­ها دارای آرایش منظمی بوده، خواص فیزیکی و نوری متنوعی را از خود نشان می­دهند.مایعات و گازها شاره هستند یعنی جریان می­یابند و نمی­توانند مانند جامدات با اعمال نیروی پس­زنی کشسانی، در مقابل تغییر شکل مقاومت کنند. در گازها فاصله­ی مولکول­ها نسبتاً زیاد بوده و آزادی حرکت قابل توجهی دارند. ظرف را بدون توجه به شکل فیزیکی­اش، تقریباً همگن پر می­کنند و دارای تراکم­پذیری مناسبی هستند. ساده­ترین گازها، گازهای ایده­آل هستند که در آنها هیچ بر هم کنشی بین مولکول­ها در نظر گرفته نمی­شود.در حالت مایع، مولکول­ها نسبت به گازها به هم نزدیک­ترند، توسط نیروی گرانش کاتوره­ای توزیع شده­اند، مولکول­ها در همه­ی جهات آزادی حرکت دارند و به دلیل نیروی دافعه­ی کوتاه برد میان اتم­ها یا مولکول­ها تا اندازه­ای در آن­ها نظم کوتاه بردی دیده می­شود و از گازها چگال­ترند. اتم­ها و مولکول­های مایعات به راحتی می­توانند جا به جا شوند. مایعات به دلیل نداشتن نظم مکانی دور برد، در مقابل تغییر شکل برشی، مقاومتی از خود نشان نمی­دهند و تحت تأثیر نیروی وزن یا نیروهای دیگر، به آسانی جریان می­یابند. در قرن نوزدهم میلادی، در میان تقسیمات مواد، فاز جدیدی از ماده تحت عنوان بلور مایع کشف شد که هم دارای خاصیت شناوری همچون مایعات بوده و هم تا حدی نظم بلوری داشت. در واقع این مواد، دارای ساختاری بین یک سیال همسانگرد و بلور جامد بود .در این قرن، پزشک آلمانی به نام رودلف ویرکو[1] اولین کسی بود که حالت مایع بلوری را به کمک میکروسکوپ مشاهده کرد. در سال1853  میلادی ، یک ماده­ی نرم و شناور را از هسته­ی عصب توصیف کرد و آن را میلین[2] نامید. این ماده به صورت چربی سفید رنگ بوده و بعضی از اعصاب را می­پوشاند. البته وی در آن زمان متوجه نشد که این ماده یک مایع بلوری است. تا این که در سال 1888 میلادی، یک گیاه­شناس اتریشی به نام فردریک رنیتزر[3] مشاهده کرد که وقتی کلسترول بنزوات[4] را ذوب می­کند مانند سایر ترکیبات ذوب نمی­شود، بلکه به طور واضح دو نقطه­ی ذوب دارد به طوری که در 5/145 درجه سانتی­گراد ذوب شده و به یک مایع کدر تبدیل می­شود و در 5/178 درجه سانتی­گراد دوباره ذوب می­شود و مایع کدر یک­باره شفاف می­شود[1]. به علاوه این پدیده برگشت­پذیر است. رنیتزر نامه­ای به اتولمان[5] نوشت و مشاهده­ی خود را شرح داد و هم­چنین نمونه را برای وی فرستاد. اتولمان هم بر روی شاره­ی کدر آزمایش­هایی انجام داد و گزارش داد که بلوری شدن را در مایع کدر مشاهده کرده است. وی این حالت را فاز میانی نامید[2].جرج فریدل[6] در سال 1920 میلادی بلورهای مایع را دسته­بندی نمود. تا سال 1924 میلادی، جزئیات بلور مایع خیلی روشن نبود تا این­که دانیل ورلاندر[7] نشان داد که بلور مایع به جای این­که دارای مولکول با شکل کروی باشد از مولکول­های میله­ای شکل تشکیل شده است و از نظر موقعیت مکانی به طور نسبی مرتب می­باشد و علاوه بر آن جهت­گیری مولکول­ها به سمت معینی می­باشد و همین امر موجب بروز جهت­های متفاوت در این بلورها می­شود.[1] Rudolf Virchow[2] Myelin[3] Friedrich Reinitzer[4] Cholesteryl Benzoate[5] Otto Lehmann[6] Georges Freidel[7] Daniel Vorlanderتعداد صفحه : 116قیمت : 14000تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09309714541 (فقط پیامک)        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

--  -- --

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید