زیر کاپوت: شیمی اتومبیل‌ها- سینتیا چوباک
-
0:08 - 0:12امروزه میلیاردها خودرو در دنیا وجود دارد،
-
0:12 - 0:14که مردم را به جایی که می‌خواهند می‌برند،
-
0:14 - 0:16اما خودروها فقط وسیله حمل و نقل نیستند،
-
0:16 - 0:19آنها همچنین درس شیمی هستند
که منتظرند درس داده شوند. -
0:19 - 0:22فرآیند روشن شدن خودروی شما
از سیلندرهای موتور شروع می‌شود، -
0:22 - 0:25جایی که سوخت پاش بنزین از انژکتور سوخت
-
0:25 - 0:27و مقداری هوا از دریچه ورودی هوا
-
0:27 - 0:30قبل از جرقه مشتعل شود، باهم مخلوط می‌شوند،
-
0:30 - 0:33و گازهایی را تشکیل می‌دهند که پیستون
را منبسط کرده و فشار وارد می‌کنند. -
0:33 - 0:37اما احتراق یک واکنش گرمازا است،
به این معنی که گرما آزاد می‌کند. -
0:37 - 0:39بسیاری از آن.
-
0:39 - 0:41و اگرچه بسیاری از آن از طریق
لوله عقب از بین می‌رود، -
0:41 - 0:46گرمایی که در موتور باقی مانده است،
نیاز به جذب، انتقال و اتلاف دارد -
0:46 - 0:50تا از تغییر شکل و یا حتی ذوب
اجزای فلزی محافظت کند. -
0:50 - 0:52اینجاست که سیستم خنک کننده وارد می‌شود.
-
0:52 - 0:54مایعی در سراسر موتور می‌چرخد،
-
0:54 - 0:57اما چه مایعی قادر به
جذب آن همه گرما را دارد؟ -
0:57 - 0:59شاید آب بطور مسلم اولین گزینه باشد.
-
0:59 - 1:01چرا که گرمای ویژه آب،
-
1:01 - 1:04مقدار انرژی لازم برای بالا بردن دمای
-
1:04 - 1:06مقدار معینی آب به اندازه یک درجه سلسیوس،
-
1:06 - 1:08بیشتر از هر ماده رایج دیگری است.
-
1:08 - 1:11و ما انرژی گرمایی زیادی برای جذب داریم.
-
1:11 - 1:13اما استفاده از آب موجب
مشکلات زیادی می‌شود. -
1:13 - 1:17اولین مثال، نقطه انجماد آن است
که در صفر درجه سلسیوس اتفاق می‌افتد. -
1:17 - 1:19از آنجایی که آب به هنگام
انجماد منبسط می‌شود، -
1:19 - 1:23یک شب سرد زمستان یعنی رادیاتوری
ترک خورده و بلوک سیلندر آسیب دیده، -
1:23 - 1:24احتمالی برای خنک شدن.
-
1:24 - 1:27با توجه به اینکه چقدر
موتورماشین می‌تواند داغ شود، -
1:27 - 1:30و نقطه‌ی جوش ۱۰۰ درجه سلسیوس
-
1:30 - 1:33می‌تواند منجر به جوش آوردن
خودروی هر فردی شود. -
1:33 - 1:36پس به جای آب،
از محلولی دیگر استفاده می‌کنیم، -
1:36 - 1:40مخلوطی همگن از محلول و حلال.
-
1:40 - 1:44برخی از خصوصیات محلول بسته به
غلظت ذرات ماده حل شده در آن، متفاوت است. -
1:44 - 1:48به این خواص کولیگاتیو گفته می‌شود،
و به صورت اتفاقی، -
1:48 - 1:51آنها شامل پایین آمدن نقطه انجماد
و بالا رفتن نقطه جوش می‌شوند. -
1:51 - 1:57پس محلول‌ها نسبت به حلال‌های خالص نقطه
انجماد پایین‌تر و نقطه جوش بالاتری دارند، -
1:57 - 2:00و هرچه غلظت آن بیشتر باشد،
تفاوت هم بیشتر خواهد بود. -
2:00 - 2:02پس، چرا این ویژگی‌ها تغییر می‌کنند؟
-
2:02 - 2:05اول از همه اینکه، باید بدانیم
دما شاخصی برای اندازه‌گیری -
2:05 - 2:08متوسط انرژی جنبشی ذرات است.
-
2:08 - 2:10هرچه مایع سردتر باشد،
وجود این انرژی کمتر خواهد بود. -
2:10 - 2:12و مولکول ها کندتر حرکت می‌کنند.
-
2:12 - 2:15وقتی مایعی منجمد می‌شود،
مولکول‌ها کند می‌شوند، -
2:15 - 2:17برای نیروهای جاذب خود
کافی هستند تا برهم اثر کنند، -
2:17 - 2:20و خود را در ساختار کریستالی قرار دهند.
-
2:20 - 2:24اما ذرات حل شونده در میان
راه جذب این جاذب‌ها می‌شوند، -
2:24 - 2:28و قبل از اینکه ساختار شکل بگیرد مستلزم
یک محلول برای پایین آوردن دما است. -
2:28 - 2:31همینطور برای نقطه جوش،
زمانی که مایع می‌جوشد، -
2:31 - 2:33حباب‌های پر از بخار خود تولید می‌کند،
-
2:33 - 2:37اما برای تشکیل یک حباب،
فشار بخار باید به اندازه‌ی اتمسفری -
2:37 - 2:40که بطور مداوم به مایع
فشار وارد می‌کند، قوی باشد. -
2:40 - 2:43وقتی که به مایع گرما داده می‌شود،
فشار بخار افزایش می‌یابد، -
2:43 - 2:46و وقتی فشار آن با فشار اتمسفر برابر شود،
-
2:46 - 2:48حباب شکل می‌گیرد و جوشیدن اتفاق می‌افتد.
-
2:48 - 2:51فشار بخار یک محلول پایین‌تر
از حلال خالص است، -
2:51 - 2:54بنابراین حتی باید تا دمای بالاتری
به آن گرما داده شود -
2:54 - 2:57تا بتواند با قدرت اتمسفر همخوانی کند.
-
2:57 - 2:59به عنوان مزیتی بیشتر، فشار در رادیاتور
-
2:59 - 3:01بالای فشار اتمسفر نگه داشته می‌شود،
-
3:01 - 3:05که منجر می‌شود نقطه‌ی جوش
۲۵ درجه سلسیوس دیگر بالاتر رود. -
3:05 - 3:08محلولی که بطور معمول برای خنک کردن
سیستم خودرو استفاده می‌شود -
3:08 - 3:11بطور برابر نصفش اتیلن گلیکل
و نصف دیگرش آب است، -
3:11 - 3:18که در دمای ۳۷ درجه سلسیوس منجمد می‌شود
و در ۱۰۶ درجه به جوش می‌رسد. -
3:18 - 3:21در بالاترین نسبت توصیه شده،
یعنی ۷۰ به ۳۰، -
3:21 - 3:25نقطه انجماد حتی پایین‌تر است،
۵۵- درجه سلسیوس، -
3:25 - 3:29و نقطه جوش آن به ۱۱۳ درجه می‌رسد.
-
3:29 - 3:32همانطور که می‌بینید، هرچه
اتیلن گلیکل بیشتری اضافه شود، -
3:32 - 3:35محافظت بیشتری خواهید داشت،
بنابراین چرا درصدش را بالاتر نبریم؟ -
3:35 - 3:37معلوم شد که نمی‌توانید
زیادی از یک چیز خوب داشته باشید -
3:37 - 3:39چون در نسبت‌های بالاتر،
-
3:39 - 3:42نقطه انجماد دوباره بالاتر می‌رود.
-
3:42 - 3:45ویژگی‌های محلول به سمت،
ویژگی‌های اتیلن گلیکل می‌روند، -
3:45 - 3:48که در ۱۲/۹- درجه سلسیوس منجمد می‌شود،
-
3:48 - 3:51دمایی بالاتراز دمایی که از
محلول بدست آوردیم. -
3:51 - 3:55محلول در موتور جریان پیدا می‌کند،
و گرما را در سراسر مسیرش جذب می‌کند. -
3:55 - 3:58وقتی به رادیاتور می‌رسد،
از طریق یک پنکه خنک می‌شود، -
3:58 - 4:00همچنین هوا قبل از بازگشت
به محفظه داغ موتور -
4:00 - 4:03در جلوی خودرو جریان دارد.
-
4:03 - 4:05بنابراین، یک مایع خنک کننده موثر و ایمن
-
4:05 - 4:09باید گرمای ویژه‌ی بالا، نقطه انجماد پایین
و نقطه جوش بالا داشته باشد. -
4:09 - 4:13اما به جای جستجو در کل دنیا
برای یافتن بهترین مایع برای حل این مشکل، -
4:13 - 4:16می‌توانیم محلول خودمان را بسازیم.
- Title:
- زیر کاپوت: شیمی اتومبیل‌ها- سینتیا چوباک
- Description:
-
more » « less
مشاهده کامل: http://ed.ted.com/lessons/under-the-hood-the-chemistry-of-cars-cynthia-chubbuck
هم اکنون بیش از یک میلیارد اتومبیل در جهان وجود دارد، که مردم را از نقطه الف به نقطه ب می رساند. اما اتومبیل ها فقط یک شیوه حمل و نقل نیستند. خودروها خیلی عالی به ما درس شیمی می‌آموزند. سینتیا چوبوک شیمی پیچیده‌ای را که در موتور اتومبیل‌های ما اتفاق می‌افتد، و مانع از داغ شدن یا سرد شدن بیش از حدشان می‌شود را به ما توضیح می‌دهد. - Video Language:
- English
- Team:
closed TED
- Project:
- TED-Ed
- Duration:
- 04:34
|
Leila Ataei approved Persian subtitles for Under the hood: The chemistry of cars - Cynthia Chubbuck | |
|
|
Leila Ataei edited Persian subtitles for Under the hood: The chemistry of cars - Cynthia Chubbuck | |
|
Amir Pouya Cheraghi accepted Persian subtitles for Under the hood: The chemistry of cars - Cynthia Chubbuck | |
|
|
Amir Pouya Cheraghi edited Persian subtitles for Under the hood: The chemistry of cars - Cynthia Chubbuck | |
|
Mitra Shishegari edited Persian subtitles for Under the hood: The chemistry of cars - Cynthia Chubbuck | |
|
|
Mitra Shishegari edited Persian subtitles for Under the hood: The chemistry of cars - Cynthia Chubbuck | |
|
|
Mitra Shishegari edited Persian subtitles for Under the hood: The chemistry of cars - Cynthia Chubbuck | |
|
|
Mitra Shishegari edited Persian subtitles for Under the hood: The chemistry of cars - Cynthia Chubbuck |