تبليغاتX
علم و فناوري

كبريت، اختراعي پردردسر و پيچيده-كشف فسفر و پيدايش كبريت


در روزگاران گذشته براي افروختن آتش از سنگ آتشزنه (چخماق) استفاده مي كردند. در برخي مناطق نيز با سايش طنابي كنفي بر روي قطعه چوبي خشك آن را به آتش مي كشيدند. امروزه هيچكدام از اين روش ها به كار برده نمي شود . اغلب مردم با كبريت يا فندك اتش روشن مي كنند. كبريت، وسيله اي ساده براي روشن كردن آتش است. البته در بسياري از واكنش هاي شيميايي ، گرما و آتش توليد مي شود، اما كبريت اختراعي نسبتا جديد است. داستان اختراع كبريت چنان پيچيده و پردردسر بوده است كه اگر روزي، تمدن بشري به پايان برسد و شما بر روي زميني سرد و يخبندان قرار بگيريد مايل به تكرار اين اختراع نخواهيد بود! امروزه، مواد مصرفي در ساخت كبريت عموماً مطمئن و ايمن هستند اما در گذشته چنين نبوده است.

در سال 1669 ، كيمياگري از شهر هامبورگ به نام«هنيگ براند» مشهور به دكتر «توتونيكوس» ، ضمن تلاش براي تبديل فلزات ديگر به طلا، موفق به كشف فسفر سفيد شد. اين كشف را مي توان سرآغاز اختراع كبريت دانست. روش براند براي تهيه فسفر سفيد به اين صورت بود كه از تبخير مقدار زيادي ادرار، جسمي خميري به دست آورد كه در اثر حرارت دادن آن با ذغال و هدايت بخار حاصل به داخل يك حباب وارونه شده در آب، ماده اي سفيد و مومي شكل به دست آمورد كه در تاريكي مب درخشيد. به اين ترتيب عنصر فسفر كشف شد. البته در آن زمان تعداد عناصر شميايي شناخته شده بسيار كم بود و به طلا، نقره، مس، جيوه، آهن، سرب و چند عنصر ديگر محدود مي شد.

براند سعي كرد فرايند تهيه فسفر را به صورت يك راز نزد خود نگهدارد، اما بعدها كشف خود را به يك كيمياگر آلماني به نام «كرافت» فروخت. كرافت با تهيه مقداري فسفر سفيد راهي شهرهاي مختلف اروپا شد تا درخشندگي و نور افشاني اين ماده را به نمايش بگذارد. سرانجام، راز تهيه فسفر سفيد از ادرار برملا شد. دشواري اين روش «كانكل» و «بويل» را بر آن داشت تا در سال 1678 روش كارآمدتري براي تهيه فسفر از سديم فسفيت پيدا كنند. رابرت بويل ورقي از كاغذ را به فسفر سفيد آغشته كرد و قطعه چوبي آغشته به گوگرد را روي آن كشيد. در اثر سايش آتش پديد آمد و كاغذ مشتعل شد. در آن روزگار، تهيه فسفر كاري سخت بود به همين دليل كشف بويل در حد يك كنجكاوي باقي ماند. روش بويل براي تهيه و خالص سازي فسفر، به مراتب بهتر از روش براند بود.

در سال 1826 «جان والكر» قطعه چوبي را براي هم زدن مخلوطي از آنتيموان سولفيت، پتاسيم كلرات، صمغ و نشاسته به كار برده بود. او مشاهده كرد چوب آغشته شده به اين مواد، پس از خشك شدن، در اثر مالش آتش مي گيرد. به اين ترتيب ، او براي نخستين بار كبريت مالشي را كشف كرد. والكر كشف خود را به مردم نشان داد ولي او را به ثبت نرساند.

شخصي به نام «ساموئل جونز» كه نمايش آتش گرفتن كبريت جان والكر را مشاهده كرده بود، اقدام به توليد و فروش نوعي كبريت به نام «لوسيفرس» در ايالت هاي جنوبي و غربي آمريكا كرد. اشتعال اين كبريت ها با انفجار همراه بود گاهي اوقات جرقه هاي تا فاصله نسبتاً دور پرتاب مي كردند و بوي شديد موادآتش بازي مي دادند. در سال 1830 «چارلز سائوريا» فرمول كبريت را با استفاده از فسفر سفيد تغيير داد و به اين ترتيب بوي شديد آن از بين رفت. اما خود فسفر ماده اي سمي و خطرناك بود. بسياري از مردم دچار نوعي بيماري به نام «فاسي جو» مي شدند. كارگران كارخانه فسفر سازي نيز در معرض بيماري استخوان قرار مي گرفتند. يك قوطي از اين كبريت ها براي كشتن يك انسان كافي بود! بالا خره ، در سال 1892 «جاشيوا پوسي» كبريت بغلي را اختراع كرد كه در ان، سطح مالش چوب كبريت ها در قسمت داخلي و در مجاورت سر چوب كبريت ها قرار داشت. در اثر وارد آمدن فشار بر بسته كبريت، امكان اشتعال همزمان تمام چوب كبريت ها وجود داشت. شركت كبريت سازي «دياموند» اختراع پوسي را خريد و سطح مالش كبريت ها را به قسمت بيروني بسته منتقل كرد. در سال 1910 به علت فشار هاي اجتماعي براي ممنوع ساختن كبريت هاي فسفر سفيد، شركت دياموند اختراعي براي ساخت كبريت هاي غير رسمي به ثبت رساند كه در آن، از نوعي فسفر سولفيد استفاده شده بود . در همين زمان، كنگره آمريكا مالياتي سنگين بر كبريت هاي فسفر سفيد وضع كرد. در روزگار ما، فندك هاي گازي كه با گاز بوتان پر مي شوند، در بخش وسيعي از جهان جاي كبريت را گرفته اند. اما كبريت هنوز ساخته مي شود. به عنوان نمونه شركت كبريت سازي دياموند سالانه بيش از 12 ميليارد قوطي كبريت مي سازد.

تايپيست: مسعود سروري- www.elm-sarvari.blogfa.com

نقل از :دانشمند س45ش52ص94

+ نوشته شده توسط مسعود سروري در سه شنبه 23 مرداد1386 و ساعت 20:22 |

 کاربرد فراصوت در صنعت


علم صوت - به معناي وسيع کلمه - توليد و تراگسيل و دريافت انرژي به صورت ارتعاش در ماده است. اگر اتمها و ملکولهاي شاره يا جامد از اوضاع طبيعي خود تغيير مکان يابند، نيروي الاستيک در آن پديد مي ايد که مربوط به سختي جسم است و می‌خواهد جسم را به حالت نخست باز گرداند. اين نيرو را «نيروي برگرداننده» مي گويند. تأثير اين نيروي الاستيک برگرداننده توأم با خاصيت اينرسي دستگاه ماده را براي ارتعاشهاي نوساني و در نتيجه تراگسيل موجهاي آکوستيکي مناسب می‌سازد. امواج صوتي امواجي مادي است که ممکن است طولي و هم عرضي باشد. در شاره ها، به صورت طولي است؛ و در محيطهاي ديگر هم به صورت طولي و هم به صورت عرضي است؛ يعني به فرض اگر صوت وارد ماده اي جامد شود، به موج طولي و عرضي با سرعتهاي متفاوت تجزيه می‌شود.

امواج فراصوت را می‌توان به روشهاي مکانيکي و الکتريکي و مغناطيسي توليد کرد. ابزار مکانيکي توليد فرا صوت عبارت است از:
سيرن ، مولد الکتريکي ، مولد مغناطيسي، نوسانگر پيزو الکتريک، نوسانگر مانيتواستريکتيو

 که درباره برخي از آنها که کاربرد وسيعي دارند شرح مختصري می‌دهيم.

کاربرد فرا صوت در توليد آلياژها:
از امواج فرا صوت مي توان در به هم آميختن فلزات براي توليد آلياژهاي مناسب بهره گرفت. روش استفاده به اين ترتيب است که - به نسبتي که مي خواهيم آلياژ تهيه کنيم - فلزات مذاب را روي هم مي ريزيم و آنها را در مسير امواج با طول موج زياد قرار مي دهيم. در اين صورت، جنبش ملکولي ذرات افزايش مي يابد و فلزات با هم مي آميزند و در همين موقع است که مخلوط را بتدريج سرد مي کنند و آلياژ مورد نظر را به دست مي آورند.

«اشميد» و «ارت»، فيزيکدانان آلماني، از آزمايشهاي خود درباره به هم آميختن فلزات به نتايج جالبي رسيدند. آنها با عبور دادن فرا صوت از دو فلز سرب و آلومينيوم آلياژي تهيه کردند که کارايي چکش خواري و مفتول شدن آن بسيار زياد بود. آنها توانستند سرب را به نسبت 25% در آلومينيوم پخش کنند. دانه هاي سرب پخش شده در آلومينيوم قطري در حدود 50 ميکرون خواهد داشت.

تشخيص شکاف و حفره در فلزات:
پيش از اين، پرتو ايکس را براي تشخيص ترکيدگي و وجود حفره هايي هوايي در فلزات به کار مي برند؛ ولي در مورد قطعات خيلي ضخيم فلزات استفاده از اين پرتو عملي نيست؛ زيرا پرتو ايکس جذب فلزات مي شود، اما با استفاده از امواج فرا صوت با طول موج بالا مي توان محل شکاف يا حباب هوا را مشخص کرد.

سوراخ کردن مواد سخت:
چنانچه امواج فرا صوت با طول موج بالا را در نقطه اي خاص از فلز و يا بلوري متمرکز کنيم، انرژي اين امواج سبب بالا رفتن دماي آن نقطه مي شود و - در نتيجه - آن نقطه ذوب مي شود و به آساني سوراخ مي گردد. براي سوراخ کردن مواد سخت، مته هاي مخصوص به کار مي برند. در اين مته ها، سر مته حرکت دوراني ندارد و تنها نوسان مي کند.

ساير کاربردهاي فرا صوت در صنعت:
علاوه بر موارد بالا، امواج فرا صوت را براي تعيين ضخامت فلزي در موقع کار و نيز جوش دادن فلزات و نيمه هادي ها به کار مي برند. بعضي از انواع جوشکاري فقط با اين امواج امکانپذير است. براي نمونه، در کپسولهاي فضايي بدنه داخلي از فولاد کرم نيکل و بدنه خارجي از آلومينيوم است که اين دو قطعه به کمک امواج فرا صوت انجام مي شود.

منبع :تله تكست سيماي جمهوري اسلامي ايران

+ نوشته شده توسط مسعود سروري در سه شنبه 23 مرداد1386 و ساعت 20:21 |

ترفند (21): استفاده از اشاره گر ماوس در ويندوز در صورت خراب بودن آن


شايد تا حالا به رايانه اي بدون ماوس(موشواره) يا ماوس خراب برخورد كرده باشيد. در نگاه اول كار با رايانه مشكل خواهد بود چون مدام بايد از كليد هايي همچون Tab و Enter استفاده نماييد.و واقعاً هم بدون ماوس كار با سيستم عامل ويندوز كه داراي واسط گرافيكي است كاملا مشكل تر خواهد بود. ولي نگران نباشيد. چون خوشبختانه باز هم ويندوز اين مشكل را برطرف كرده است. پس، نظرتان را به خواندن ادامه اين ترفند جلب مي كنيم. البته قبل از خواندن ماجرا نگاهي به پشت كيس بياندازيد و ببينيد كه ماوس اصلاً به رايانه وصل است؟!

ماوس خراب: ماوسي كه به طور كامل از عهده وظايف خود برنيايد. علت اين هم كار نكردن بعضي اجزا است.
دلايل خراب بودن يا كار نكردن ماوس: حركت نكردن اشاره گر ماوس بر روي صفحه نمايش، اجرا نكردن فرامين و دستورات با وجود كليك كردن. قطع بودن يا اتصالي سيم ماوس، در مورد ماوس هاي بي سيم تمام شدن باتري يا شارژ آن، ريخته شدن مايعات به خصوص چاي و مواد چسبنده.

و اما راه حلي براي استفاده موقت صفحه كليد به عنوان ماوس!
در سيستم عامل هاي ويندوز، اين امكان وجود دارد كه بتوانيد از بخش Key pad صفحه كليد به عنوان يك ماوس بدون اسكرول استفاده كنيد. براي اينكه بتوانيد اين قابليت را فعال كنيد دستورات زير را اجرا كنيد.

1- از طريق منوي Start وارد Control Panel شويد.(دكمه ويندوز را روي صفحه كليد فشار دهيد. سپس دكمه C را در حالي كه صفحه كليد در وضعيت EN (انگليسي) است. فشار دهيد.)
2- بر روي آيكن Accessibility Options كليك كنيد.(دكمه Tab را دوبار فشار داده وسپس كه عبارت Switch to classic View وارد كادري شد دكمه Enter را فشار دهيد. سپس با استفاده از جهت نما بر روي Accessibility Options  رفته و اينتر كنيد.)
3- در پنجره باز شده روي زبانه Mouse كليك كنيد.(دكمه تركيبي شيفت و تب را فشار دهيد. سه بار جهت نماي راست را فشار دهيد.)
4- چك باكس Use MouseKeys را تيك دار كنيد.(يك بار دكمه Tab را فشار داده سپس دكمه فاصله را فشار دهيد.)
5- براي تنظيمات اضافي دكمه Settings را كليك كنيد.(بار ديگر دكمه Tab را زده و سپس اينتر كنيد.)
6- ميزانگر هاي Top speed و Acceleration را تا آخر به سمت راست منتقل كنيد و دكمه Off را به جاي On فعال كنيد..(با استفاده از دكمه Tab و جهت نماي راست اين كار را بكنيد.)
7- دو بار دكمه OK را فشار دهيد. (دوبار دكمه Enter را بفشاريد.)

حال اشاره گر ماوس بر روي صفحه نمايش ظاهر مي شود. با استفاده از قسمت ماشين حساب صفحه كليد عمليات ماوسي را انجام دهيد. شرح بدين گونه است.

دكمه

شرح كار

+ كار دابل كليك را مي كند.
- دكمه فعال را از نوع دكمه راست ماوس كه مخصوص كليك راست است تنظيم مي نمايد.
* همزمان وضعيت كليك راست و چپ ماوس را فعال مي كند.
/ دكمه فعال را از نوع دكمه چپ ماوس كه مخصوص كليك چپ است تنظيم مي نمايد.
. (نقطه) حالت تكه لحظه اي بودن فشار دادن دكمه ها را فعال مي كند.
0 وضعيت درگ(كشيدن) را فعال مي كند.
5  به عنوان كليك عمل مي كند.(اگر وضعيت / باشد به عنوان كليك چپ و اگر وضعيت - باشد به عنوان كليك لحظه اي راست عمل مي كند)
4و6و8و2و1و3و7و9  كار جهت نمايي را به دوش مي كشند.
Num Lock وضعيت ماوس صفحه كليد را خاموش و روشن مي كند.

براي غيرفعال كردن ماوس صفحه كليد كافي است كه به مرحله 3 رفته و تيك گزينه مربوطه را برداريد.

طرح و ايده از: مسعود سروري- www.elm-sarvari.blogfa.com
مديريت وبلاگ علم و فناوري

<پايان اين ترفند(21)>

ترفند بعدي (22) : ورود به محيط ويندوز XP در صورت فراموش كردن رمز عبور و ندانستن رمز كاربري Administrator-حتماً بخوانيد<تاريخ درج ترفند (22) در وبلاگ: 6 يا 7 شهريور 1386>

+ نوشته شده توسط مسعود سروري در یکشنبه 7 مرداد1386 و ساعت 19:12 |

فيزيك پلاسما


مي دانيم كه براي ماده سه حالت جامد، مايع و گاز در نظر گرفته مي شود. اما در مباحث علمي معمولاً يك حالت چهارم نيز براي ماده فرض مي شود. حدوث طبيعي پلاسما در دما هاي بالا، سبب تخصيص عنوان چهارمين حالت ماده به آن شده است. يك نمونه بسيار طبيعي از پلاسما آتش است بنابراين خورشيد نمونه اي از پلاسماي داغ بزرگ است.

تعريف پلاسما
پلاسما گاز شبه خنثايي از ذرات باردار و خنثي است كه رفتار جمعي از خود ارائه مي دهد. به عبارت ديگر مي توان گفت كه واژه پلاسما به گاز يونيزه شده اي اطلاق مي شود كه همه يا بخش قابل توجهي از اتم هاي آن يك يا چند الكترون از دست داده و به يون هاي مثبت تبديل شده باشند. يا به گاز به شدت يونيزه شده اي كه تعداد الكترون هاي آزاد آن تقريبا برابر با تعداد يون هاي مثبت آن باشد، پلاسما گفته مي شود.

حدود پلاسما
اغلب گفته مي شود كه 99 درصد ماده موجود در طبيعت در حالت پلاسما است. يعني به شكل گاز الكتريسيته داراي كه اتم هايش به يون هاي مثبت و الكترون منفي تجزيه شده باشند. اين تخمين هرچند ممكن است خيلي دقيق نباشد ولي تخمين معقولي است از اين واقعيت كه در درون ستارگان و جو آن ها ابرهاي گازي و اغلب هيدروژني فضاي بين ستارگان به صورت پلاسماست. در نزديكي خود ما وقتي كه جو زمين را ترك مي كنيم بلافاصله با پلاسما يي مواجه مي شويم كه شامل كمربندهاي تشعشعي وان آلن و بادهاي خورشيدي است. در زندگي روزمره نيز با چند نمونه محدود از پلاسما مواجه مي شويم: جرقه، رعد و برق، تابش ملايم شفق قطبي، گازهاي داخل يك چراغ فلوروسانس يا چراغ نئون و يونيزاسيون مختصري كه در گازهاي خروجي يك موشك ديده مي شود. بنابراين مي توان گفت كه ما در يك درصدي از عالم زندگي مي كنيم كه در آن پلاسما به طور طبيعي يافت نمي شود.

آيا كلمه پلاسما يك كلمه با مسما است؟
كلمه پلاسما ظاهراً بي مسما به نظر مي رسد اين كلمه از يك لغت يوناني آمده است كه هرچيز به قالب ريخته شده يا ساخته شده را گويند. پلاسما به علت رفتار جمعي كه از خودشان نشان مي دهد گرايش متاثر شده در اثر عوامل خارجي ندارد و اغلب طوري عمل مي كند كه گويا داراي رفتار مخصوص به خود است.

حفاظ دباي
يكي از مشخصات اساسي رفتار پلاسما توانايي آن براي ايجاد حفاظ در مقابل پتانسيل هاي الكتريكي است كه به آن اعمال مي شود . فرض كنيم بخواهيم با وارد كردن دو گلوله بارداري كه به يك باتري وصل شده اند يك ميدان الكتريكي داخل پلاسما به وجود آوريم اين گلوله ها ذرات باردار مخالف خودرا جذب مي كنند. و تقريباً بلافاصله ابري از يون هاي اطراف گلوله منفي و ابري اطراف گلوله مثبت را فرا مي گيرند. اگر پلاسما سرد باشد و هيچگونه حركت حرارتي وجود نداشته باشد تعداد بار ابر برابر بار گلوله مي شود در اين صورت عمل حفاظ كامل مي شود و هيچ ميدان الكتريك در حجم پلاسما در خارج از ناحيه ابرها وجود نخواهد داشت اين حفاظ را اصطلاحاً حفاظ دباي مي گويند.

معيار هاي پلاسما
طول موج دباي (لاندادي) بايد خيلي كوچكتر از ابعدا پلاسما (L) باشد تعداد ذرات موجود در يك كره دباي (MD) بايد خيلي بزرگتر باشد. حاصلضرب بسامد نوسانات نوعي پلاسما (W) در زمان متوسط بين برخورد هاي انجام شده با اتم هاي خنثي (t) بايد بزرگتر از يك باشد.

كاربردهاي فيزيك پلاسما
-تخليه هاي گازي: قديم ترين كار با پلاسما مربوط به لانگمير، تانكس و همكاران آن در سال 1920 مي شود . تحقيقات در اين مورد از نيازي سرچشمه مي گرفت كه براي توسعه لوله هاي خلائي كه بتوانند جريان هاي قوي را حمل كنند و درنتيجه مي بايست از گاز هاي يونيزه پرشوند احساس مي شد.
-همجوشي گرما هسته اي تنظيم شده: فيزيك پلاسماي جديد از حدود 1952 كه در آن ساختن راكتوري بر اساس تنظيم همجوشي بمب هيدروژني پيشنهاد شد آغاز مي شود.
-فيزيك فضا: كاربرد مهم ديگر فيزيك پلاسما مطالعه فضاي اطراف زمين است كه جريان هاي پيوست هاي از ذرات باردار كه باد خورشيدي خوانده مي شود مگنتوسفر زمين برخورد مي كند درون و جو ستارگان آن قدر داغ هستند كه مي توانند در حالت پلاسما باشند.
-تبديل انرژي مگنتو هيدروديناميك (MHD) و پيش رانش يوني: دو كاربرد عملي فيزيك پلاسما در تبديل انرژي مگنتو هيدروديناميك، از يك فواره غليظ پلاسما كه به داخل يك ميدان مغناطيسي پيش رانده مي شود مي باشد.
-پلاسماي حالت جامد: الكترون هاي آزاد و حفره ها در نيمه رساناها، پلاسمايي را تشكيل مي دهند كه همان نوع نوسانات و ناپايداري هاي يك پلاسماي گازي را عرضه مي دارد.
-ليزرهاي گازي: عاديترين پمپاژ (تلمبه كردن) يك ليزر گازي، يعني وارونه كردن جمعيت حالاتي كه منجر به تقويت نور مي شود، استفاده ازتخليه گازي است.

شايان ذكر است كه كاربردهاي ديگري مانند چاقوي پلاسما، تلويزيون پلاسما، تفنگ الكتروني، چراغ پلاسما و غيره نيز وجود دارد كه در اين جا فقط كاربردهاي پلاسما در حالت كلي بيان شده است.

تايپيست: مسعود سروري- www.elm-sarvari.blogfa.com

نقل از :دانشمند، س44 ش511 ص28

+ نوشته شده توسط مسعود سروري در یکشنبه 7 مرداد1386 و ساعت 19:10 |