11 ص
ادغام RS ،GIS وPAH برای برنامه ریزی کشاورزی برون شهری هانوی
چکیده مطلب
ادغام GIS وP AH برای برنامه ریزی کشاورزی برون شهری سناریوی تصمیم گیری بسیار جالبی را برای طراحان کشاورزی ایالت هانوی رواج داده است. این تحقیق در ناحیه برون شهری هانوی انجام شده است، که نتیجه فنون ادغام شدۀ RS ،GIS وP AH می باشد. استان هانوی 46% زمین مزروعی دارد که می تواند در بدست آوردن محصولات مطلوبتر از منابع در دسترس با دادن امنیت محیطی به مردم مدیریت شود. در این مطالعه، 5پارامتر به نامهای، استفادۀ زمین، خاک، پیوند راه، پیوند منبع آبی و پیوند بازار برای طراحی کشاورزی برون شهری انتخاب شده است. وضوح تصویر 30 متری ماهواره زمین سنج +ETM ، نقشه توپوگرافی، نقشۀ خاک، داده های بررسی خط مبنای بازار و داده های واقعی GPS استفاده شده اند. این 5 پارامتر بر مبناهای خیلی خوب، خوب، متوسط و غیر مزروعی طبق میزان پایداریشان درجه بندی شده اند. روش AHP برای برآورد پارامترها و محاسبه شاخص اولویت برای هر پارامتر اعمال شده است. بررسی خط مبنا اظهار می دارد، نواحی برون شهری استان 59% تهیه سبزیجات به مرکز شهر را انجام می دهد. تحلیل فضای بر مبنای شبکۀ 30 متری انجام شده است. با استفاده از روش ترکیب خطی، استان (56%) زمین غیر مزروعی و زمین مزروعی خیلی خوب (32%) ، خوب(12%) ، متوسط (2%) برای کشاورزی پیرا شهری دارد.زمین مزروعی و زمین غیر مزروعی هم در سطح بخش تحلیل شده است. این سناریو طراحان برون شهری و تصمیم گیرنگان را برای تصمیم گیری متعدد در سطوح مختلف را کمک خواهد کرد.
لغات کلیدی:دریافت از راه دور، GIS، PHA، برون شهری، کشاورزی
1- مقدمه
نواحی برون شهری در ترکیب اجتماعی نا همسان هستند، که ویژگی محیطهای سریع تغییر کننده را دارند. سیستم کشاورزی در نواحی برون شهری نتیجه مهاجرت از نواحی روستایی هستند،جذب شرکتهای زراعی سازنده، زارعان شهری که بدنبال توسعه امکانات در حاشیه ها هستند.
هر دو سیستم های زراعت شهری و برون شهری بسیار گوناگون هستند، رسیدن و نتیجه گیریهای کلی دشوار هستند. بخشی از دلیل رشد مشاهده شده در کشاورزی شهری و برون شهری بخاطر قابلیت سازگاری و سهولت حرکت مقایسه شده با کشاورزی روستایی است. سرعت رشد شهری و تغییر استفادۀ زمین مسائل زیادی مثل زیر بنای ناکافی، جمعیت و فشار اشتغال، ازدحام، فقر نشینی ایجاد شده از گروههای کم در آمد، غذای سرشار از مواد مغذی تازه نا امن، و تنزل محیطی (طبیعی بعلاوه اجتماعی) را بوجود خواهد آورد. ستیزه جویی تهیۀ غذای سالم و کافی از لحاظ مواد مغذی برای ساکنان شهر واقعی است. انجام این وظایف تحت شرایط رشد و انبوهی می طلبد که سیاست گذاران از فرصتهای ادغام منابع مدیریتی و تلاشهای طراحی، درک پیوندهای بالقوه میان نواحی روستایی و شهری، و پیش بینی تغییر نیازهای شهروندان کشور- هم روستایی و هم شهری استفاده کنند. افزایش تهیه غذای شهری (مخصوصاً غذای تازه غنی از مواد مغذی)، استخدام و تولید درآمد، توسعه محیط شهری، کاهش نا امنی غذایی جهانی، و حفظ نواحی طبیعی کمکهای عمدۀ کشاورزی برون شهری هستند. کشاورزی برون شهری قابل تحمل هم چنین وابسته به پیوندهای بازار می باشد.پیوند بازار ادغام فضایی را از طریق ادغام اقتصادی ترویج می دهد. از آنجایی که بازار شهری کانال اصلی است که از طریق آن مردم روستایی کالاها و خدمات اساسی خود را در مقابل محصولات کشاورزیشان بدست می آورند، تأثیر همکاری سیستم های بازاری تأثیرات همه گیر می تواند داشته باشد و فواید واقعی برای کشاورز فراهم خواهد کرد. بنابراین کشاورزی برون شهری نیاز به مدیریت و توسعه مناسب دارد برای اینکه بتواند به اقتصاد، محیط و جامعه کمک کند. دریافت از راد دور وسیله ای قوی برای جمع آوری و طبقه بندی داده های فضایی است در حالیکه GIS وسیله ای قوی برای مدیریت و تحلیل داده ها ی فضایی می باشد.
80 ص
امروزه تأمین غذا و بویژه پروتئین در کشورهای در حال توسعه به یکی از مسائل بنیادی تبدیل شده است. پروتئین مورد نیاز انسان از دو منبع اساسی شامل منابع حیوانی و دیگری منابع گیاهی قابل تأمین است. پروتئین گیاهی شامل حبوبات، غلات و میوهجات و سبزیجات است و پروتئین حیوانی عمدتاً شامل گوشت دامها، طیور، آبزیان و فراوردههای لبنی و دامی میباشد. در ایران، کمبود میزان بارش سالیانه، تخریب اراضی کشاورزی، جنگلها و مراتع، آلودگی بیش از حد منابع آبی، عدم استفاده صحیح و اصولی از نهادههای زراعی و مهمتر از همه سوء مدیریت، باعث مشکلات زیادی در تأمین پروتئین شده است. هم اکنون کشور ما بیش از 65 میلیون جمعیت دارد و پیشبینی میشود تا سال 1400 هجری شمسی این رقم به80 میلیون نفر برسد. با افزایش روزافزون جمعیت و تغییر الگوی مصرف مقدار غذای سرانه و مصرف کل غذا افزایش خواهد یافت. با توجه به مشکلات فوق، در آینده یکی از بحرانیترین مسائل کشور ما، مسئله تأمین پروتئین خواهد بود. در این میان تولید و پرورش قارچ خوراکی از چند نظر حائز اهمیت است، که عبارتند از:
1ـ تأثیر اندک شرایط محیطی و آب و هوایی بر پرورش قارچ خوراکی:
قارچ خوراکی در بیشتر مناطق آب و هوایی کشور بدون تجهیزات و امکانات ویژه قابل پرورش است. زیرا تولید و پرورش آن در مکانهای کنترل شده و سربسته صورت میگیرد. همچنین پرورش قارچ از لحاظ صرفهجویی در استفاده از زمین، قابل توجه میباشد.
2ـ صرفه اقتصادی:
برای تولید و پرورش قارچ خوراکی از بقایای گیاهی محصولات کشاورزی از قبیل کاه و کلش و سایر مواد زاید گیاهی استفاده میشود و نیز کمپوست مصرف شده در پرورش قارچ، میتواند به عنوان کود آلی مرغوب در باغها و مراتع مورد استفاده قرار گیرد. از سوی دیگر تهیة منابع پروتئینی دیگر، در مقایسه با قارچ، هزینه بشتری دارد.
3ـ ارزش غذایی:
قارچ خوراکی با میزان پروتئین 30ـ25 درصدی همردیف حبوبات و بالاتر از سبزیجات و میوهها قرار دارد. همچنین هضم 80ـ70 درصدی پروتئین قارچ حائز اهمیت است و میزان کربوهیدراتها و کلسترول در آن پایین است. به دلیلی پایین بودن کالری در قارچ یک رژیم غذایی مناسب برای لاغری است. قارچهای خوراکی دارای ترکیبات ضدسرطان نیز میباشند. با مصرف قارچهای خوراکی میتوان ویتامینهای C,E,K,D,A و گروه (B6, B2, B1) B و املاح معدنی مانند پتاسیم، کلسیم، فسفر و مقادیری آهن مورد نیاز بدن را تأمین کرد. برخی از اسیدهای آمینه در قارچ خوراکی شامل لیزین، تریپتوفان، تریپسین و اسید فولیک میباشد (محمدی گل تپه، 1379).
در بین قارچهای خوراکی، قارچ خوراکی تکمهای سفید رایجترین قارچی است که در سراسر جهان کشت میشود. کشت این قارچ نخستین بار در قرن هفدهم میلادی در فرانسه شروع شد ولی تاکنون نسبت به گیاهان زراعی تلاشهای کمتری در مورد اصلاح آن صورت گرفته است. در حال حاضر حدود 38% کل تولید قارچهای خوراکی دنیا، به قارچ خوراکی تکمهای سفید اختصاص داده شده است.
علیرغم اهمیت اقتصادی زیاد و تولید وسیع جهانی قارچ خوراکی تکمهای سفید، برنامههای اصلاحی این قارچ به علل زیر با مشکلات زیادی روبرو بوده است. نخست این که بیشتر بازیدیوسپورهای این قارچ حاوی دو هستة هاپلوئید متفاوت و سازگار از نظر جنسی میباشد که پس از تندش تشکیل یک میسلیوم هتروکاریوتیکی بارور میدهد و تنها درصد اندکی از بازیدیوسپورها تک هستهای (یا با دو هسته مشابه) بوده و قابلیت انجام دو رگگیری را دارند. دوم این که اختلاف فنوتیپی قابل مشاهدهای بین میسلیومهای هموکاریون و هتروکاریون وجود ندارد و در نهایت آن که تندش اسپور به عنوان اولین گام در یک برنامة اصلاحی بسیار ضعیف و ناهماهنگ است و غالباً با آلودگیهای باکتریایی همراه میباشد. با وجود مشکلات فوق و پیشرفتهایی که در اصلاح این قارچ صورت گرفته است. روشهای بهبود نژادی در این قارچ عبارتند از: وارد کردن نژادهای مرغوب، جمعآوری ژرم پلاسمهای وحشی، گزینش درون نژادی، دورگگیری و مهندسی ژنتیک. در حال حاضر مهمترین برنامه اصلاحی این قارچ براساس دو رگگیری هدفمند در بین هموکاریونها میباشد. در روش دو رگگیری، هدف آن است که به یک نژاد با شاخصهای ژنتیکی مطلوب والدین و در نهایت بهبود صفات کمی و کیفی دست یافت. در این تحقیق ده جدایه هموکاریون مختلف که مورد تأیید قرار گرفته است، با انجام تلاقی دایآلل در بین آنها، سعی در گردآوری ژنهای مطلوب نژادهای مزبور در یک نژاد جدید دو رگ و بهبود ژنتیکی برای صفت عملکرد نمودهایم. نتایج مربوط به دورگگیری نشان میدهد، وقوع پدیدههایی همچون اثر متقابل میسلیومی در محل انجام تلاقی، تغییر سرعت رشد و ریخت پرگنه دو رگ نسبت به جفت هموکاریونها، میتواند به عنوان معیارهایی جهت انتخاب هیف از محل تلاقی در نظر گرفته شود. در زمان رشد دو رگها در محیط کشت PDA، قطر پرگنه، تیپ رشدی پرگنه یادداشت برداری شد. دورگهای حاصله جهت تأیید، به آزمون میوهدهی برده شد که با استفاده از طرح بلوک کامل تصادفی با دو تکرار مورد آزمون عملکرد قرار گرفتند. در طی این مرحله خصوصیاتی نظیر زمان پر کردن اسپاون، میزان عملکرد، وزن تک میوه اندازهگیری شد. سپس با انجام تجزیه دایآلل، قابلیت ترکیبپذیری عمومی و خصوصی اندازهگیری گردید و بهترین جدایه هموکاریون (A15-8) و بهترین دو رگ (130-7 A 15-6 ) مشخص شد. همچنین با بدست آوردن نسبت واریانس ترکیبپذیری عمومی به خصوصی، اهمیت هر یک از اثرات افزایشی و غالبیت در کنترل صفت عملکرد تعیین شد. بطوریکه این نسبت، معنیدار نبود که دلالت بر عمل غالبیت ژنها دارد یعنی صفت عملکرد توسط عمل غالبیت ژنها کنترل شده است. جدول تجزیه واریانس نشان داد که اثر بلوک بیمعنی است. همچنین ضریب تغییرات آزمایش حدود 5/12% بود و نشان میداد که آزمایش دارای دقت بالایی است. نتایج سرعت رشد پرگنه نشان داد که سرعت رشد میسلیوم هموکاریون بسیار کمتر از میسلیوم دو رگ است. همچنین بین قطر پرگنه و عملکرد همبستگی مثبت وجود دارد. نتایج حاصل از تجزیه دایالل نشان میدهد که میتوان بهترین دو رگها و برترین جدایههای آمیزشی را جهت تسریع برنامههای اصلاحی بعدی معرفی نمود.
عنوان صفحه چکیده-------------------------------------------------------------------- 1 فصل اول: مقدمه
دلایل عمده عملکرد پایین قارچ خوراکی تکمهای سفید در ایران ----------------------- 8
فصل دوم: بررسی منابع
تاریخچه پرورش قارچ خوراکی تکمهای سفید -------------------------------------- 10
آشنایی اجمالی با قارچ خوراکی تکمهای سفید ------------------------------------- 12
طبقهبندی ---------------------------------------------------------------- 12
رده بندی ----------------------------------------------------------------- 12
اندام شناسی قارچ خوراکی تکمهای سفید ----------------------------------------- 13
مشخصات پرگنه در کشت خالص ----------------------------------------------- 15
نامگذاری علمی قارچ خوراکی تکمهای سفید:--------------------------------------- 15
تقسیم بندی واحدهای سلولی میسلیوم از لحاظ تعداد و ترکیببندی هستهای ------------- 16
چرخ زندگی قارچ خوراکی تکمهای سفید ----------------------------------------- 16
الف ـ هموتالیسم ----------------------------------------------------- 19
ب ـ هتروتالیسم ----------------------------------------------------- 20
ژنتیک قارچ خوراکی تکمهای سفید --------------------------------------------- 22
روشهای بهبود نژادی در قارچ خوراکی تکمهای سفید:-------------------------------- 24
الف
کشت بافت ---------------------------------------------------------------- 25 گزینش از طریق کشت تک اسپوری-------------------------------------------- 26 تهیه نقش اسپور ----------------------------------------------------------- 26
الف ـ کشت و گزینش تک اسپوری --------------------------------------- 26
ب ـ کشت و گزینش چند اسپوری --------------------------------------- 27
اختلاط ساده--------------------------------------------------------------- 28
تلاقی هدفمند هموکاریونها--------------------------------------------------- 28
1ـ روش سنتی تأیید هموکاریونها---------------------------------------- 29
2ـ تهیه و تایید هموکاریونهای والدی به روش تهیه پروتوپلاست ----------------- 30
3ـ تایید هموکاریونها با استفاده از نشانگر RFLP------------------------------ 30
4ـ تایید هموکاریونها با استفاده از نشانگر RAPD ---------------------------- 31
الف ـ استفاده از نشانگرهای غذایی برای تایید هیبریدها:----------------------- 33
ب ـ استفاده از آیزوزایمها برای تایید هیبریدها: ------------------------------ 34
ج ـ استفاده از نشانگرهای مقاومت برای تأیید هیبریدها------------------------ 34
اصلاح برخی صفات با استفاده از روش تلاقی هیبریدها: ------------------------------ 34
د ـ استفاده از نشانگرهای مورفولوژیکی برای تایید هیبریدها: ------------------- 35
1ـ کشت اسپور------------------------------------------------------ 35
2ـ جداسازی تک اسپورها ---------------------------------------------- 36
3ـ تهیه اسپاون ------------------------------------------------------ 36
الف ـ تهیه بستر کشت: ------------------------------------------------ 36
ب ـ مراحل پرورش و میوهدهی: ----------------------------------------- 37
تولید پریموردیا در سطح محیط کشت: ------------------------------------------ 38
تولید اجسام میوه دهی در اسپاون----------------------------------------------- 38
ج ـ تولید اندام باردهی در کمپوست--------------------------------------- 39
1ـ انتقال ژن -------------------------------------------------------- 39
2ـ اختلاط پروتوپلاستها------------------------------------------------ 40
فصل سوم: مواد و روشها
تهیه نژادها ---------------------------------------------------------------- 42
روش تهیه محیط کشت غذایی PDA--------------------------------------------- 42
روش کشت هموکاریونها ----------------------------------------------------- 43
روش تلاقی هموکاریونها------------------------------------------------------ 44
نمونهگیری از منطقه تلاقی --------------------------------------------------- 45
تهیه اسپاون مادری از هیبریدها------------------------------------------------- 45
تلقیح دانههای گندم با کشت هیبرید--------------------------------------------- 46
الف ـ پاستوریزاسیون و آمونیاکزدایی ------------------------------------- 49
ب ـ مایهزنی کمپوست ------------------------------------------------ 49
ج ـ خاکدهی بستر کشت---------------------------------------------- 49
هوادهی و افت سریع دما------------------------------------------------------ 50
محاسبه قابلیت ترکیبپذیری عمومی و خصوصی ----------------------------------- 53
محاسبه واریانس ترکیب پذیریی عمومی و خصوصی--------------------------------- 53
محاسبه واریانس افزایشی و غالبیت---------------------------------------------- 53
فصل چهارم نتایج و بحث
نتایج بررسی سرعت رشد (قطر پرگنه هموکاریونها)--------------------------------- 55
تیپ رشدی پرگنه هموکاریون ------------------------------------------------- 55
نتایج سرعت رشد در هتروکاریونها --------------------------------------------- 59
نتایج مشاهدهای تهیه اسپاون -------------------------------------------------- 60
نتایج مشاهدای آزمون میوهدهی ------------------------------------------------ 60
جدول تجزیه واریانس برای صفت عملکرد در دورگها ------------------------------- 61
جدول قابلیت ترکیبپذیری عمومی در هموکاریونها -------------------------------- 64
جدول قابلیت ترکیبپذیری خصوصی دورگها ------------------------------------- 64
جدول مقادیر اجزاء ژنتیکی ---------------------------------------------------- 66
ضریب همبستگی ----------------------------------------------------------- 66
پیشنهادات ---------------------------------------------------------------- 67
منابع -------------------------------------------------------------------- 69
پیوست------------------------------------------------------------------- 75
چکیده انگلیسی ------------------------------------------------------------ 78
42 ص
در سالهای اخیر صنایع تولیدی پیشرفت های قابل توجهی کرده است. این پیشرفت با افزایش تعداد سیستمهای خودکار در صنایع تولیدی قابل اندازه گیری می باشد. رمز موفقیت این سیستمها در انتخاب مناسب و استفاده کارآ از منابع قابل دسترس از قبیل ماشینها، ابزارها، قید و بندها، و سیستمهای حمل و نقل مواد می باشد. انتخاب و استفاده مناسب از این منابع، بهره وری را افزایش می دهد. در عین حال، مشخصات طراحی مربوط به سیستمهای جدید پیچیده تر می شود. طراحان و استفاده کننده گان از سیستمهای تولیدی خودکار سعی کرده اند که با به کارگیری ابزار جدید از عهده این پیچیدگیها برآیند.
سیستمهای مبتنی بر دانش، دسته ای از ابزارهای جدید را ارائه می دهند که برای بهبود وظایف طراحی و مدیریت در سیستم های تولید خودکار بکار می روند. اگر چه تکنیکهای بهینه سازی می توانند در حل مسائل پیچیده تولیدی موثر باشند، اما به دلایل زیر، همیشه استفاده از آنها به راحتی امکان پذیر نیست:
از سوی دیگر سیستم های مبتنی بر دانش مثلاً در حل مسائلی که برای فرمولهای ریاضی هم بسیار پیچیده هستند یا مشکل استفاده راه حل بهینه وجود دارد مورد استفاده قرار گرفته اند. از جمله مشکلاتی که با آن روبرو هستیم وقتی است که تکنیکهای بهینه سازی با سیستمهای مبتنی بر دانش ترکیب می شود. همانطور که گفته شد نیروی انسانی متخصص با استفاده از راههای بهینه سازی مسائل به حل مسائل پرداختند. اگر استفاده از سیستمهای مبتنی بر دانش موفقیت آمیز باشد باید به روشی استفاده شود که جایگزین نمودن نیروی انسانی متخصص بیشتر از تکنیکهای بهینه سازی باشد(هاراگووکاسیاک 1987).
در این فصل سیستم مبتنی بر دانش که KBSES نامیده می شود و در حل مسائل انتخاب تجهیزات تولیدی مورد استفاده قرار می گیرد ارائه می شود.
7-2: طرح سیستم ساخت و تولید
طرح سیستم تولید یک ترکیب فعال است که احتیاج به حل یک سری مسائل مرتب شده در یک طبقه را دارد. در این طبقه بندی ممکن است که یک مسئله بیش از یکبار حل گردد. به طور مثال حل مسئله انتخاب تجهیزات در یک سطح بالا به وسایل هدایت خودکار (AGV ) که در سیستم حمل و نقل مواد (MHS) برای قراردادن روی ماشینهای MS استفاده شده اشاره می کند. مادامیکه مسئله جانمایی ماشین آلات را در یک سطح پایین تر حل می کنیم، محدودیت ها (برای مثال، محدودیت فضا) ممکن است که استفاده از یک رباط را در سیستم حمل و نقل مواد در نظر بگیرد، در این مورد ، مسئله انتخاب ماشین آلات با محدودیتهای تغییر یافته برای برقرارکردن یک سری جدید ماشین TS. به طور صحیح مورد تحلیل قرار گیرد.
33 ص
فرایندهای عرضه خدمات در سطح جهان بیش از هر زمان دیگر مشهود است . توسعه بازار رقابت جهانی و
علاقمندی روزافزون سازمانها به پیاده سازی نظامهای مدیریت کیفیت، انداز ه گیری رضایتمندی مشتریان را به
امری گریزناپذیر تبدیل نموده است . اگرچه پایش و کنترل کیفیت پارامترهای کلیدی کالاهای تولیدی از ز مان
توسعه اولین ابزارهای آماری در این زمینه از قدمتی نزدیک به یک قرن برخوردار م ی باشد، اما باید گفت استفاده
شاید حدود دو دهه است که بطور جدی مورد SERVQUAL از مدلهای اندازه گیری کیفیت خدمات همچون
توجه قرار گرفته است . اندازه گیری کیفیت خدمات بویژه با توجه به عدم تمایز ما بین محصولات ملموس و غیر
ملموس سازمانها در تامین الزامات نظامهای تضمین و مدیریت کیفیت که در آخرین دهه از صده بیستم توسعه
یافت بیش از پیش مورد توجه واقع شد . از سوی دیگر مشتریان سازمانهای خدماتی به لحاظ تفاوتهای عمده ما
بین فرایندهای عرضه خدمات و تولید کالا ، تنها مرجع حایز صلاحیت جهت ممیزی کیفیت خدمات عرضه شده
به شمار می روند. با اینکه طراحی یک ابزار مناسب جهت ارزیابی استنباط مشتریان از دیر باز مورد توجه
محققین بوده است اما پیچیدگی و وجود مشکلاتی نظیر فقدان ویژگیهای استاندارد برای خدمات عرضه شده و یا
عدم شناسایی ابعاد مختلف کیفیت در حوزه خدمات، روند تهیه مدلهای اندازه گیری را سالها به تاخیر انداخت .
بعلاوه با توجه به این نکته که مدلهای موجود در این زمینه مطابق شرایط خاص و ساختار صنعتی کشورهای
توسعه یافته طراحی شده است نیاز به طراحی ابزاری که با و یژگیها و مشخصات صنایع خدماتی در ایران
سازگار باشد همواره احساس می شده است . به همین منظور در این مقاله با استفاده از متدولوژ ی های موجود،
طراحی یک مدل اندازه گیری جدید جهت برآورد استنباط مشتریان از کیفیت خدمات عرضه شده مطابق با ساختار
صنعتی سازمانهای ایرانی و با استفاده از تکنیکهای مختلف آماری که قابلیت اطمینان آنرا تضمین می نماید مورد
بررسی قرار گرفته است . تعریف ابعاد مختلف کیفیت خدمات عرضه شده در تعمیرگاه های مجاز خودرو در
سطح ایران از طریق نمونه گیری و گردآوری نظرات مشتریان از جمله دستاوردهای این مدل می باشد. همچنین
ارایه شواهد عینی مبنی بر کفایت و اعتبار مدل مذکور نیز مد نظر قرار گرفته و در نهایت به بررسی مزایا و
تبیین ضرورت استفاده از مدلهای مفهومی و ابزارهای آماری معتبر جهت ارزیابی کیفیت خدمات پرداخته شده
است.
مشخصات فایل
عنوان:حالت تعادل برای یک آلیاژ
قالب بندی: word
تعداد صفحات:41
محتویات
مقدمه
تعادل
سیستم های یک جزیی
انرژی گیبس به صورت تابعی از دما
اثرهای فشار
محلول های دوتایی
انرژی آزاد گیبس محلول های دوتایی
محلول ایده آل
پتانسیل شیمیایی
محلول های باقاعده
محلول واقعی
فازهای منظم شده
فاز میانی
یک نمونه فاز ساده
سیستم های با نقص در منطقه انحلال
آلیاژهای منظم شده
سیستم های اوتکتیک ساده
نمودارهای فازی دربردارنده فازهای میانی
مقدمه :
اساسی ترین کاربرد ترمودینامیک در متالوژی فیزیکی پیش بینی حالت تعادل برای یک آلیاژ است .
در بررسی های مربوط به دگرگونی های فازی ما همیشه با تغییر سیستم به سمت تعادل روبه رو هستیم. بنابراین ترمودینامیک به صورت یک ابزار بسیار سودمند می تواند عمل کند. باید توجه داشت که ترمودینامیک به تنهایی نمی تواند سرعت رسیدن به حالت تعادل را تعیین کند .
1- مقدمه :
یک فاز به عنوان بخشی از یک سیستم تعریف می شود که دارای خصوصیات و ترکیب شیمیایی یکنواخت و همگنی بوده و از نظر فیزیکی از دیگر بخشهای سیستم جداشدنی است . اجزای تشکیل دهنده یک سیستم خاص عناصر مختلف یا ترکیب های شیمیایی است که سیستم را بوجود می آورد و ترکیب شیمیایی یک فاز یا یک سیستم را می توان با مشخص کردن مقدار نسبی هر جزء تشکیل دهنده تعیین کرد .
به طور کلی دلیل رخداد یک دگرگونی این است که حالت اولیه یک آلیاژ نسبت به حالت نهایی ناپایدارتر است اما پایداری یک فاز چگونه تعیین می شود ؟ این پرسش به وسیله ترمودینامیک پاسخ داده می شود . برای دگرگونی هایی که در دما و فشار ثابت رخ می دهد پایداری نسبی یک سیستم از انرژی آزاد گیبس G آن سیستم مشخص می شود .
انرژی آزاد گیبس یک سیستم به صورت زیر تعریف می شود :
( 1-1 ) G=H-TS
که H آنتالپی T دمای مطلق و S آنتروپی سیستم است . آنتالپی میزان گنجایش حرارتی سیستم مورد نظر است و به وسیله رابطه زیر بیان می شود.
( 2-1 ) H=E+PV
که E انرژی درونی سیستم P فشار و V حجم سیستم است . انرژی درونی مجموع انرژی های پتانسیل و جنبشی اتم های درون یک سیستم است. در جامدات انرژی جنبشی تنها ناشی از حرکت ارتعاشی اتم ها است در حالی که در مایعات و گاز ها انرژی جنبشی افزون بر حرکت ارتعاشی اتم ها انرژی انتقالی و انرژی دورانی اتم ها و مولکول ها و گاز ها انرژی جنبشی افزون بر حرکت ارتعاشی اتم ها انرژی انتقالی و انرژی دورانی اتم ها و مولکول های داخل یک مایع یا گاز را نیز در برمیگیرد . انرژی پتانسیل نیز بر اثر اندرکنش ها یا پیوند بین اتم های درون یک سیستم به وجود می آید . هنگامی که یک دگرگونی یا واکنش رخ می دهد حرارت جذب شده یا حرارت آزاد شده به تغییرات در انرژی درونی سیستم ارتباط پیدا می کند اما تغییرات حرارت تابعی از تغییر حجم سیستم نیز بوده و عبارت PV نمایانگر این موضوع است بنابراین در فشار ثابت تغییرات H نشانگر حرارت جذب شده یا آزاد شده است.
هنگامی که یک فاز متراکم (جامد یا مایع) را بررسی می کنیم و عبارت PV در مقایسه با E مقدار بسیار کوچکی است که آن را نادیده می گیرند و .
عبارت دیگری که در رابطه مربوط به G پدیدار می شود آنتروپی ( S ) بوده که بیانگر میزان بی نظمی سیستم است .
هنگامی یک سیستم را در ( حالت ) تعادل می دانند که در پایدارترین حالت خود قرار گرفته باشد یعنی با گذشت زمان هیچ تغییری در سیستم ایجاد نشود . یک نتیجه مهم از قوانین ترمودینامیک کلاسیک این است که در دما و فشار ثابت یک سیستم بسته ( یعنی سیستمی که جرم و ترکیب شیمیایی آن ثابت است ) هنگامی در تعادل پایدار قرار دارد که انرژی آزاد گیپس آن کمترین مقدار ممکن را داشته باشد یا به شکل ریاضی :
( 3-1 ) dG=O
با توجه به تعریف G ( معادله 1-1 ) ملاحظه می شود که پایدارترین حالت هنگامی رخ می دهد که سیستم کمترین آنتالپی و بیشترین آنتروپی را دارا باشد . بنابراین در دماهای پایین فازهای جامد پایدارتر است چون قویترین اتصال بین اتمی را داشته بنابراین کمترین انرژی درونی ( آنتالپی ) را دارد . در دماهای بالا چون عبارت TS - عبارت غالب است بنابراین فازهایی با بی نظمی بیشتر همچون مایعات و گازها که اتم های آنها به آسانی حرکت کرده و جابه جا می شود پایدارتر است .
تعادل که به وسیله معادله 3-1 تعریف می شود را می توان به صورت ترسیمی نیز نشان داد . اگر انرژی آزاد تمام حالت های فرضی ممکن یک سیستم را محاسبه کنیم آرایش پایدار حالتی خواهد بود که انرژی آزاد آن کمترین مقدار است . این موضوع در شکل یک نشان داده شده است و با این فرض که انرژی مربوط به هر یک از آرایش های اتمی مختلف به صورت نقطه ای روی منحنی موجود قرار می گیرد آرایش یا نظم A نشانگر وجود تعادل پایدار است . در این نقطه تغییرات کوچک در ترتیب اتم ها با یک تقریب مرتبه اول تغییری در G ایجاد نمی کند یعنی معادله 3-1 برقرار است . اگر چه همیشه آرایش ها و نظم های دیگری مانند B وجود دارد که در آن نقاط انرژی آزاد به طور موضعی کمینه است و معادله 3-1 را نیز تصدیق می کند ولی کمترین مقدار ممکن G را ندارد . چنین حالت ها یا آرایش هایی را به منظور جدا کردن از حالت پایدار حالت تعادل نیمه پایدار می نامند . حالت های میانی که را حالت ناپایدار می نامند و فقط در کارهای عملی و به طور لحظه ای هنگام انتقال از یک حالت پایدار به حالت دیگر به وجود می آید . اگر بر اثر نوسان های دمایی اتم ها یک نظم یا آرایش حالت میانی بیاید این نظم بسرعت تغییر می کند و اتم ها دوباره نظم یکی از حالت های دارای انرژی آزاد کمینه را به خود می گیرند . اگر بواسطه تغییری در دما یا فشار برای مثال یک سیستم از حالت پایدار به حالت نیمه پایدار حرکت کند با گذشت زمان سیستم به حالت تعادل پایدار جدیدی تغییر حالت می دهد .
شکل یک : تغییرات شماتیک انرژی آزاد گیبس نسبت به نظم و وضعیت اتمها . آرایش یا نظم A کمترین انرژی آزاد را دارد . بنابراین هنگامی که سیستم در تعادل پایدار است دارای چنین نظمی خواهد بود . آرایش B یک تعادل نیمه پایدار است .
بر اساس قوانین ترمودینامیک هر دگرگونی که به کاهش انرژی آزاد سیستم می انجامد امکان پذیر است . بنابراین یک معیار یا ملاک لازم برای هر
دگرگونی فازی رابطه زیر است :
( 4-1 )
و به ترتیب انرژی های آزاد حالت های اولیه و نهایی سیستم است . برای یک دگرگونی لازم نیست که یکباره و به طور مستقیم به حالت تعادل پایدار نهایی برسد بلکه دگرگونی می تواند در چندین مرحله و گذر از یک سری حالت های نیمه پایدار میانی به حالت پایدار نهایی برسد .
2-سیستم های یک جزیی :
در این قسمت تغییرات فازی را بررسی می کنیم که در یک سیستم یک جزئی در اثر تغییر دما و در یک فشار ثابت (برای مثال یک اتمسفر) ایجاد می شود. سیستمی که از یک جزء تشکیل شده می تواند یک عنصر خالص یا یک نوع مولکول باشد که در محدوده دمایی مورد نظر تجزیه نمی شود. به منظور تعیین فازهای پایدار و یا دماهای مختلف فازهایی که با یکدیگر در تعادل است باید تغییرات G با دما (T) را بتوان محاسبه کرد .
1-2- انرژی گیبس به صورت تابعی از دما
گرمای ویژه بیشتر مواد بسادگی قابل اندازه گیری و به آسانی در دسترس است و معمولا مانند شکل دو ( الف ) با دما تغییر می کند . گرمای ویژه مقدار حرارتی است ( بر حسب ژول ) که باید به ماده داده شود تا دمای آن یک درجه کلوین افزایش یابد در فشار ثابت این کمیت به وسیله بیان می شود و برابر است با :
( 1-2 )
بنابراین با آگاهی از تغییرات با دما ( T ) می توان تغییرات H با T را محاسبه کرد . در بررسی های مربوط به دگرگونی فازها یا واکنش های شیمیایی فقط تغییرات توابع ترمودینامیکی مورد نیاز است . در نتیجه H را می توان با گزینش مرجعی نسبت به آن مرجع اندازه گیری کرد که معمولا نقطع مرجع را پایدارترین حالت یک عنصر خالص در دمای K 298 در نظر می گیرند و به این نقطه آنتالپی صفر را نسبت می دهند . تغییرات H با دمای T با انتگرال گیری از رابطه ( 1-2 ) به دست می آید یعنی :
( 2-2 )
تغییرات H با T به طور ترسیمی در شکل دو ب نشان داده شده است شیب منحنی T - H همان است . تغییرات آنتروپی با دما نیز از به دست می آید با توجه به ترمودینامیک کلاسیک داریم :
( 3-2 )
اگر آنتروپی در صفر مطلق را صفر در نظر بگیریم با انتگرال گیری از رابطه 3-2 داریم :
( 4-2 )
تغییرات S با دما در شکل دو پ نشان داده شده است .
شکل دو الف) تغییرات با دما ب) تغییرات آنتالپی (H) با دمای مطلق برای یک فلز خالص
پ) تغییرات آنتروپی (S) با دمای مطلق .
سرانجام تغییرات G با دما از ترکیب شکل های دو الف و ب براساس معادله 1-1 در شکل سه به دست می آید . هنگامی که دما و فشار با هم تغییر می کند انرژی آزاد گیبس براساس نتایج حاصل از ترمودینامیک کلاسیک به دست می آید . برای یک سیستم با جرم و ترکیب شیمیایی ثابت داریم :