Thermodynamics Of Crystals Perfect 👨‍🏭

Ma ogtahay in kiristaalo kaamil ah ay la mid yihiin geesiyaasha aduunka maaddiga ah?

Qaab-dhismeedyadan cajiibka ah waxay leeyihiin awood aan caadi ahayn oo ay ku ilaashadaan nidaamkooda iyo summaddooda, xataa marka ay jiraan xaalado aad u daran.

Sida go'aanka aan leexleexa lahayn ee geesiga sare si uu u ilaaliyo kuwa aan waxba galabsan, kiristaalo kaamil ah ayaa diida fowdada iyo khalkhalka ku xeeran.

Laakiin sidee ayay u sameeyaan?

Ku soo dhawoow dhulka xiisaha leh ee heerkulbeegga kiristaalo kaamil ah, halkaas oo aan ku soo bandhigno siraha ka dambeeya xasilloonidooda cajiibka ah oo aan sahamino qoob ka ciyaarka adag ee u dhexeeya tamarta iyo qaabdhismeedka.

U diyaargarow inaad soo jiidato ciidamada qarsoon ee maamula agabkan aan caadiga ahayn, inta aan galeyno safar caqabad ku noqon doona fahamkaaga adduunka nagu wareegsan.

Waa maxay Crystal sax ah?

crystal A qumman ee macnaha guud ee biraha waa crystal aan ku jirin dhibic, line, ama cillado qorshe. Waa fikrad mala awaal ah oo muhiim u ah samaynta aasaasiga ah ee sharciga saddexaad ee heerkulbeegga.

Sidee U Shaqeeya?

Kiristaalo kaamil ah waxaa lagu gartaa habayn atomic ah oo aad loo dalbay oo soo noqnoqda, samaynta shabag crystal ah oo ku fidsan dhammaan jihooyinka. Inta badan biraha iyo alwaaxyada waxay ku dhalaalaan mid ka mid ah seddexda dhismo ee aadka loo isticmaalo: Kubik jirka ku salaysan (bcc), xirxiran oo laba geesood ah (hcp), ama xirxiran cubic dhow (fcc).

Dabeecadda crystalline ee biraha waa sida in dhammaan walxaha macdan ah (marka laga reebo Cs, Ga, iyo Hg) ay yihiin kuwa adag ee crystalline heerkulka qolka.

Atomyadu waxay u muuqdaan inay sameeyaan alloys crystalline marka ay isku mid yihiin. Qaar ka mid ah sifooyinka farsamada ee muhiimka ah ee crystals waa xoog, malleability, ductility, jajabnaanta, iyo engegnaanta. Waxaa laga yaabaa inay saameeyaan qaabka crystalline ee biraha.

Qodobbada ugu muhiimsan ee xakameynaya cabbirka crystal iyo qummanaanta waa heerkulka, waqtiga, badnaanta walxaha lagama maarmaanka ah, iyo joogitaanka ama maqnaanshaha qulqulka.

Crystals-Dunida-dhabta ah vs Crystals Perfect

Kiristaalo qumman ayaa ka duwan kiristaalo-dhabta ah ee laga helo dabeecadda. Karistaanka-dhabta ah waxay leeyihiin noocyo kala duwan oo cillado crystallographic ah, sida wasakh, kala-bax, iyo boosas bannaan. Waxay leeyihiin qaabab kala duwan oo atomic ah kuwaas oo ku xiran noocyada curaarta u dhexeeya atamka iyo xaaladaha ay ka samaysan yihiin crystals.

Kiristaalo-dhabta ah ayaa sidoo kale leh entropy aan eber ahayn sababtoo ah joogitaanka cilladaha iyo cilladaha.

Thermodynamics iyo Crystals Perfect

Sharciga saddexaad ee thermodynamics wuxuu dhigayaa in entropy ee crystal qumman ee eber waa eber. Sharcigani waxa uu tilmaamayaa in kala-soocida atamka ku jira walax si fiican loo dalbaday ay eber tahay heerkul aad u qabow.

Si kastaba ha ahaatee, eber dhammaystiran lama gaari karo, sidaas darteed, abuurista crystal qumman waa mid aan la gaari karin.

Kiristaalo qumman ayaa lagu sameeyay hab loo yaqaan crystallization. Waxyaabaha ay ka midka yihiin heerka wasakhda, nidaamka isku dhafka, naqshadeynta markabka, iyo qaabka qaboojinta waxay saameyn weyn ku yeelan karaan cabbirka, tirada, iyo qaabka kiristaalo la soo saaray.

Si loo sameeyo kiristaalo kaamil ah, kiristaalo waa in aysan noqon kuwo ciriiri ah, waana in ay si tartiib ah u koraan.

Saamaynta Metallurgy

Barashada heerkulbeegyada kiristaalo kaamil ah waxay leedahay saameyno dhowr ah oo ku saabsan shaqada birta iyo naqshadeynta daawaha ee birta.

1) Fahamka tirada

Fahamka qiyaaseed ee heerkulbeegyada biraha saafiga ah iyo alwaaxyada ayaa muhiim u ah naqshadeynta iyo habaynta agabka. Fahamkaani wuxuu kaa caawin karaa horumarinta alwaaxyada cusub ee leh guryaha la hagaajiyay.

2) Naqshad Alloy

Laba hab oo ah maadada fiisigiska ayaa si weyn ugu guulaystey naqshadaynta alwaaxyada: sharraxaadaha heerkulka iyo kinetic. Naqshadaynta daawaynta ee lagu hagayo Thermodynamics waxay gacan ka geysan kartaa helitaanka walxaha aan dillaacin.

Heerkulbeegyada xisaabinta iyo barashada mashiinka ayaa loo isticmaali karaa in si hufan loo naqshadeeyo.

3) Xoojinta Alloysyada

Soo bandhigida walxaha alloying waxay keenaysaa xoojinta alwaaxyada. Tusaale ahaan, Si waa mid ka mid ah walxaha alloying caadiga ah ee Cu alloys.

4) Jawaabta qallafsanaanta

Dabeecadda jawaabta qallafsanaanta birta ayaa la saadaalin karaa iyada oo la adeegsanayo sifooyinkeeda thermodynamic. Alloys-ka leh qaab-dhismeedka cubic crystal-ku-meel-gaadhka ah, jawaabta qallafsanaantu waxay saamayn kartaa ku-darka Co.

Saamaynta Guryaha Makaanikada

Heerkulbeegyada kiristaalo kaamil ah ayaa saameeya sifooyinka farsamada ee biraha. Sharciga saddexaad ee thermodynamics ayaa sheegaya in entropy of crystal kaamil ah waa eber at absolutely eber. Tani waxay ka dhigan tahay in kareemka qummani uu yahay walax kaas oo dhammaan unugyadu ay si fiican u safan yihiin, markaa ma jiraan cillado qorshaysan.

Si kastaba ha ahaatee, crystals kaamil ah kuma jiraan xaqiiqda.

Joogitaanka cilladaha crystals waxay saameyn kartaa sifooyinkooda farsamada. Tusaale ahaan, kala go'a biraha waxay sababi karaan qallafsanaan caag ah.

Codsiyada la taaban karo ee Metallurgy

Fahamka thermodynamics ee crystals kaamil ah waxay leedahay dhowr codsi oo la taaban karo oo ku saabsan goobta birta.

1) Oxidation of biraha

Thermodynamics waxaa loo isticmaali karaa in lagu saadaaliyo habdhaqanka oksaydhka ee biraha iyo alwaaxyada. Tusaale ahaan, oksaydhka platinum-ka iyo rajada nolosha ee daahannada platinum-ka ee ku yaalla substrate-yada birta ah ayaa lagu baran karaa iyadoo la isticmaalayo heerkulbeegyada.

2) Injineerinka agabka

Thermodynamics iyo kinetics waxaa loo isticmaali karaa injineernimada agabka si loo barto astaanta u fiirsashada walxaha kala duwan ee maaddada. Tan waxa lagu samayn karaa iyada oo la adeegsado hab-thermodynamic/kinetic oo isku xidhan oo lagu xalliyo isla'egyada la xidhiidha.

3) Hababka biraha

Mabaadi'da heerkulbeegyada, sida tamarta xorta ah ee Gibbs, ayaa lagu dabaqi karaa hababka birta si kor loogu qaado wax soo saarka biraha iyo alloysyada. Tani waxay kaa caawin kartaa dhimista isticmaalka tamarta iyo hagaajinta waxtarka habka.

4) Ku darida injineernimada birta

Thermodynamics waxaa loo isticmaali karaa in lagu barto habdhaqanka ka mid noqoshada hababka birta samaynta iyo alaabta birta. Tani waxay gacan ka geysan kartaa hagaajinta tayada alaabta birta iyadoo la xakameynayo halabuurka iyo cabbirka ku darida.

Horumarka Sayniska Qalabka iyo Injineerinka

Barashada kiristaalo kaamil ah ayaa si weyn uga qaybqaata horumarka xagga sayniska iyo injineernimada, gaar ahaan xagga biraha.

1) Falanqaynta qaabdhismeedka

Qaybta sayniska agabka iyo injineernimada waxay u baahan tahay kiristaalo yaryar laakiin aad u qumman falanqaynta qaabdhismeedka. Daraasadda kiristaalo kaamil ah waxay ka caawisaa cilmi-baarayaasha inay fahmaan sifooyinka aasaasiga ah ee alaabta, oo ay ku jiraan qaab-dhismeedka crystal, cilladaha, iyo cilladaha.

2) Crystallography

Crystallography waa udub dhexaadka dhammaan agabka sayniska iyo injineernimada. Daraasadda crystals-ka kaamil ah waxay ka caawisaa cilmi-baarayaasha inay horumariyaan walxo cusub oo leh sifooyin gaar ah iyagoo fahmaya qaab dhismeedka crystals iyo sida ay u saamayso sifooyinka walxaha.

3) Wax-is-daba-marinta alaabooyinka

Cilmi-baadhayaashu waxay wax-ka-beddeli karaan sifooyinkooda iyagoo koraya hal-kiristaalo waaweyn oo beddelaya jihadooda crystallographic. Tani waxay xakamayn kartaa sifooyinka walxaha, sida korantada korantada, sifooyinka magnetic, iyo xoogga farsamada.

4) Qalabka farsamada ee gudaha

Daraasadda kiristaalo kaamil ah waxay ka caawisaa cilmi-baarayaasha inay fahmaan sifooyinka farsamada ee maaddooyinka, oo ay ku jiraan xooggooda iyo qallafsanaantooda.

5) Kobaca lithium crystal

Daraasadda kiristaalo kaamil ah waxay ka caawin kartaa cilmi-baarayaasha inay fahmaan oo saadaaliyaan korriinka kristal ee lithium-ka ee is-dhexyaallo kala duwan, oo ay ku jiraan muraayado qumman iyo kuwo cilladaysan. Aqoontan waxaa loo isticmaali karaa in lagu horumariyo baytariyada lithium-ion ka wanaagsan, kuwaas oo loo isticmaalo qalabyo badan oo elektaroonik ah.

Falanqaynta kama dambaysta ah iyo saamaynta

Markaa, waxaanu u dhex galnay dunida xiisaha badan ee heerkulbeegga heerkulbeegga ee kiristaalo kaamil ah, iyo wiil, muxuu ahaa safarka maskaxda ku haya ee uu ahaa! Waxaan sahaminay qoob ka ciyaarka adag ee atamka, dheelitirnaanta tamarta jilicsan, iyo habaynta habaynta. Laakiin hadda, akhristahaygii qaaliga ahaa, aynu dib u qaadno oo aynu ka fikirno dabeecadda hal-abuurka leh ee kaamirooyinkan qumman.

Bal qiyaas, haddii aad rabto, shabag crystal aan cillad lahayn oo ku fidsan hortaada. Atom kasta si taxadar leh ayaa loo habeeyey, oo ku quful isku duubni is waafaqsan oo lala yeesho deriskiisa. Waa muuqaal la arki karo, marag ma doon u ah yaabka naqshadaynta dabeecadda. Laakin waa kan laadki- kristanta saxda ah ma ahan oo kaliya wax taagan oo barafoobay waqtiga. Oh maya, waa nidaam firfircoon, si joogto ah gariiraya oo gariiraya, xitaa eber buuxa.

Hadda, taasi ha ku degto in yar. Xitaa maqnaanshaha tamarta dibadda, kiriimyadani waxay ku jiraan xaalad joogto ah oo dhaqdhaqaaq ah. Waxaad mooddaa inay leeyihiin il tamar oo qarsoodi ah, oo ku qarsoon qaab-dhismeedkooda atomiga. Laakiin halkee ayay tamartani ka timaadaa? Sidee buu wax aad ugu muuqdaa ugu fiicnaan karaa xaalad joogto ah?

Hagaag, saaxiibkay, jawaabtu waxay ku jirtaa makaanikada quantum-ka. Marka la eego heerka atomiga, qaybiyayaashu ma raacaan xeerarka qadiimiga ah ee aynu caadaysanay. Waxay ku dheelaan heesahooda, oo ay maamulaan ixtimaal iyo hubanti la'aan. Dhismayaashan yaryar ee maaddadu waxay ku sugan yihiin xaalad joogto ah oo tiro-jitters ah, boosaskooda iyo xawaarahooda lama hubo, taasoo keenaysa ifafaalaha dahsoon ee tamarta-dhibcaha eber.

Haddaba, maxay waxyaalahan oo dhan uga dhigan yihiin crystals our qumman? Waxay ka dhigan tahay in xitaa xaaladdooda nadiifka ah, ay ku xiran yihiin rabitaannada isbedbeddelka tirada. Isbeddelladani, in kasta oo ay yar yihiin, haddana waxay saamayn qoto dheer ku leeyihiin hab-dhaqanka crystals-kan. Waxay keenaan ifafaale sida ballaarinta kulaylka, halkaas oo xitaa maaddooyinka ugu adag ay ballaarin karaan marka la kululeeyo.

Nuxur ahaan, kaamilnimada aan ku aragno kiristaalo kuwan waa uun dhalanteed, dheelitirnaan jilicsan oo lagu ilaaliyo qaska hubin la'aanta tirada. Waa xusuusin in xitaa nidaamyada aadka loo dalbado, ay jiraan wax aan la saadaalin karin, kakanaanta qarsoon oo sugaya in la furfuro.

Haddaba, akhristahayga qaaliga ah, sida aanu ugu yeedhno adieu adduunka kaamilada kaamilka ah, aynu nala qaadno qaddarintan cusub ee ku aaddan dabeecadda jahwareerka leh ee nidaamka. Aynu la yaabno qoob-ka-cayaarka qallafsan ee atomamka, weligood gilgilaya, weligiina diidi doona filashadayada. Oo yeynaan weligaa iloobin in xitaa dhinaca qummanaanta, ay jirto hubanti la'aan, oo sugaysa inay nala yaabto mar kasta.