Fizikokimyada mathematica® uygulamaları
Applications of mathematica® in physical chemistry
- Tez No: 245376
- Danışmanlar: PROF. DR. OSMAN TUTKUN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Mathematica 6.0, fizikokimya, termodinamik, kimyasal kinetik, kuantum mekaniği, asit-baz dengesi, deneysel verilerin analizi, Mathematica programı, Mathematica 6.0, physical chemistry, thermodynamics, chemical kinetics, quantum chemistry, acid-base equilibria, treatment of experimental data, Quantum mechanics, Mathematica program
- Yıl: 2009
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Sakarya Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Fiziksel kimyada problem çözmeyi öğretmedeki ilk hedef, matematikten farklı olarak, öğrencileri gerçek koşullarda çalıştırmaktır. Öğrenciler genellikle, fiziksel prensipleri öğrenmeye yoğunlaşmak yerine deneysel verilerin analizi için matematiksel bakış açısına daha çok zaman harcamaktadırlar. Çoğu öğrenci, kinetik, termodinamik ve kuantum kimyası konularını çok fazla matematik içerdiğinden anlaşılması zor konular olarak görmektedirler. Mathematica, teorik örneklerden ve gerçek deneysel verilerden nümerik sonuçların hesaplanması için uygun bir araçtır. Mathematica, hızlı ve doğru sembolik hesaplamalar yapar ve değişik fonksiyon ve verilere uygun ses ve görüntüler yaratır. Bu yüzden, Mathematica kullanımındaki amaç, sadece verilen eşitliklerde sembolleri yerine koyma ve sayısal çözümler elde etmek olmayıp, öğrencilerin problem içeriklerini anlama ve problemin çözümü için uygun ifadeyi seçme imkânı da tanımaktadır.Bu çalışmada, termodinamik, kinetik, asit-baz dengesi, kuantum kimyası ve deneysel verilerin analizlerinin temel problemleri, Mathematica ile ele alınmıştır. Van der Waals, Redlich-Kwong, Dieterici ve Berthelot gibi bazı gerçek gaz denklemlerinin a ve b sabitleri ile kritik sabitleri (Pc,Vm,c, Tc, Zc) arasındaki bağıntılar bulunmuştur. Gerçek gazlar için van der Waals ve Redlich-Kwong izotermleri çizilmiştir. Joule-Thomson katsayısı çeşitli gazlar için incelenmiş ve inversiyon eğrileri çizilmiştir. Dengedeki amonyak sentezi (Haber-Bosch) ve metanol sentezi, farklı basınç ve sıcaklıklarda incelenmiştir. Bütan-oksijen ve bütan-hava yanmasındaki adyabatik alev sıcaklıkları bulunmuştur. Asit-baz dengesi incelenmiş ve çeşitli asit ve bazlar için titrasyon eğrileri çizilmiştir. Kuantum kimyasının temel problemlerinden olan tek ve iki boyutlu kutudaki tanecik, harmonik osilatör problemleri ele alınarak dalga fonksiyonları ile olasılık yoğunluklarına ait grafikler çizilmiştir. Buna ilaveten eğrisel fonksiyonların doğru denklemi şeklinde ifade edilerek uygun parametrelerin bulunması için en küçük kareler metodu kullanılmıştır. Sonuç olarak, Mathematica çok fazla matematiksel işlem gerektiren problemlerin çözümünde kullanışlı bir araçtır. Sonuçlar, hızlı ve doğru olarak elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
The prime objective in the teaching of problem solving in physical chemistry, unlike mathematics, is to engage the students in actual subject matter. Often, students spend more time on the mathematical aspect of analyzing experimental data rather than concentrating on learning physical principles. Most students find kinetics, thermodynamics and quantum chemistry difficult to understand since very much mathematics are involve. Mathematica is perceived to be a suitable tool for calculating numerical results both from theoretical examples and from real experimental data. Mathematica performs fast and accurate symbolic calculations and creates both visualization and sound to match various functions and data. For this reason, the intention behind using Mathematica was not just to replace symbols in a given equation and find a numerical solution but to enable the students to concentrate on the content of a problem and to select the appropriate expression for problem.In this study, basic problems of thermodynamics, kinetics, acid-base equilibrium, quantum chemistry and treatment of experimental data are handled using Mathematica. The relationships between the constant a and b in real gases equations and critical constants (Pc,Vm,c, Tc, Zc) for some real gases equations, namely van der Waals, Redlich-Kwong, Dieterici, Betrthelot, are easily derived. Van der Waals isotherms and Redlich-kwong isotherms of real gases are plotted. The Joule-Thomson coefficient for various gases is determined and inversion curves are plotted. The equilibrium of Ammonia synthesis (Haber-Bosch process) and Methanol synthesis are examined for various temperature and pressures in real operating conditions. The adiabatic flame temperature for the butane-oxygen, butane-air combustions are carried out. Acid-base equilibria are examined and plotted for various acid-base titration curves. Basic problems of quantum chemistry that the particle in a one-dimensional box and two-dimensional box, and harmonic oscillator are examined and their wave functions and probability density are plotted. As a result, Mathematica is one of the suitable tools for solving the problems extremely mathematically demanding. The solutions obtain extremely fast and accurate.
Benzer Tezler
- Farklı ısıl proseslerin Trabzon hurması (Diospyros kaki cv.Hachiya) pekmezinin bazı fizikokimyasal özellikleri üzerine etkisi
Effect of different thermal processes on some physicochemical properties of persimmon (Diospyros kaki cv.Hachiya) pekmez
KADER ERBAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Gıda MühendisliğiOrdu ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ATİLLA ŞİMŞEK
PROF. DR. İLKAY KOCA
- Yenilikçi ön işlem uygulamalarının ayvanın kurutma kinetiği, kalite parametreleri ve pestisit kalıntısı üzerine etkisi
Effect of novel pretreatment applications on drying kinetics, quality parameters and pesticide residues of quince
MEHMET DİLMENLER
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Gıda MühendisliğiBursa Uludağ ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. ÖMER UTKU ÇOPUR
- Yapılandırmacı öğrenmeye dayalı etkileşimli doğrudan öğretim modelinin laboratuvar uygulamalarındaki etkinliğinin incelenmesi: Koligatif özellikler
Investigation of effectiveness in laboratory practices of the interactive direct instruction model based on constructivist learning: Colligative properties
ZAFER EROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Eğitim ve ÖğretimAtatürk ÜniversitesiFen ve Matematik Alanlar Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET GÜRSES
- Yüksek konsantrasyonlarda florür içeren endüstriyel atıksuların fizikokimyasal yöntemler ile arıtımı
Physico-chemical treatment of industrial wastewaters containing fluoride in high concentrations
BEYZA SAMUK
Doktora
Türkçe
2011
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET KARPUZCU
PROF. DR. N. IŞIK KABDAŞLI
- Mantı üretiminde geleneksel yönteme alternatif olarak infrared, ultraviyole-c ve vakum uygulamaları
Using infrared, ultraviolet-c and vacuum drying methods as alternative to conventional method applications of stuffed pasta (manti)
SÜLEYMAN GÖKMEN
Doktora
Türkçe
2017
Gıda MühendisliğiErciyes ÜniversitesiGıda Bilimi ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN YETİM
YRD. DOÇ. DR. ABDULVAHİT SAYASLAN