الكيمياء الضوئية

The Nernst equation relates the reduction potential of a half-cell (or the total voltage of an electrochemical cell) to the standard electrode potential, temperature, and the activities (often approximated by concentrations) of the chemical species undergoing redox. The equation is [latex]E = E^{\circ} - \frac{RT}{nF} \ln Q[/latex], where Q is the reaction quotient.

In electrochemical cells like batteries and fuel cells, EMF is generated by chemical reactions. The separation of charge is driven by oxidation and reduction reactions occurring at two different electrodes. The maximum EMF of a cell is related to the change in Gibbs free energy ([latex]\Delta G[/latex]) of the reaction by [latex]\mathcal{E} = -\frac{\Delta G}{nF}[/latex], where [latex]n[/latex] is moles of electrons and [latex]F[/latex] is the Faraday constant.

معادلات رينولدز-نافييه-ستوكس المتوسطة (RANS) هي معادلات حركة بمتوسط ​​زمني لتدفق السوائل المضطربة. يُسمى هذا النهج تحليل رينولدز، ويفصل متغيرات التدفق إلى متوسط ​​ومكون متقلب. تُدخل عملية المتوسط ​​مصطلحًا إضافيًا، وهو موتر رينولدز للإجهاد، الذي يُمثل تأثير الاضطراب، ويجب نمذجته لتحقيق التكامل، مما يجعل عمليات المحاكاة سهلة الحساب.

The Curie temperature ([latex]T_c[/latex]), or Curie point, is the critical temperature above which certain materials lose their permanent magnetic properties. For ferromagnetic materials, they become paramagnetic above [latex]T_c[/latex]. This transition is a phase transition where thermal energy becomes strong enough to overcome the quantum mechanical exchange interactions that cause spontaneous magnetic ordering of atomic moments.

تأثير زيمان هو انقسام خط طيفي ذري إلى عدة مكونات عند تطبيق مجال مغناطيسي خارجي ساكن. يحدث هذا الانقسام نتيجة تفاعل المجال المغناطيسي مع عزم ثنائي القطب المغناطيسي المرتبط بالزخم الزاوي المداري والدوراني للذرة، مما يُغير مستويات طاقة إلكتروناتها، وهي ظاهرة بالغة الأهمية لدراسة بنية الذرة.

The Mach number (M) is a dimensionless quantity representing the ratio of flow velocity past a boundary to the local speed of sound: [latex]M = v/a[/latex], where v is the flow velocity and a is the speed of sound. It is the primary indicator of compressibility effects. As Mach number approaches and exceeds 1, the density of the air changes significantly, altering aerodynamic forces.

يعمل محرك التيار المتردد الحثي على مبدأ المجال المغناطيسي الدوار الذي يولده الجزء الثابت. يُنشأ هذا المجال بتزويد ملفات الجزء الثابت الموزعة مكانيًا بتيارات تيار متردد متعددة الأطوار. يُحفز المجال الدوار تيارات في موصلات الجزء الدوار (مثل قفص السنجاب)، مما يُنشئ مجالًا مغناطيسيًا معاكسًا. يُنتج التفاعل بين هذه المجالات عزم الدوران.

The Nernst equation quantifies the reversible electromotive force (EMF) or open-circuit voltage of a fuel cell under non-standard conditions. It links the cell potential ([latex]E[/latex]) to its standard potential ([latex]E^0[/latex]), temperature, and the activities (approximated by partial pressures) of reactants and products. The equation is [latex]E = E^0 - \frac{RT}{nF} \ln Q[/latex], where Q is the reaction quotient.

Motional EMF is generated when a conductor moves through a magnetic field. The magnetic component of the Lorentz force, [latex]\mathbf{F} = q(\mathbf{v} \times \mathbf{B})[/latex], acts on the charge carriers within the conductor, causing them to move and create a charge separation. This separation establishes an electric field and a potential difference. The resulting EMF is given by the line integral [latex]\mathcal{E} = \oint (\mathbf{v} \times \mathbf{B}) \cdot d\mathbf{l}[/latex].

The distribution ratio (D) is a key equilibrium parameter in Liquid-Liquid Extraction (LLE), defined as the total analytical concentration of a solute in the organic phase divided by its total concentration in the aqueous phase. [latex]D = \frac{[S]_{org,total}}{[S]_{aq,total}}[/latex]. Unlike the partition coefficient (K_D), D accounts for all species of the solute, including dissociated or complexed forms, making it pH-dependent.

تُسيّل دورة هامبسون-ليند الغازات كالهواء باستخدام تأثير جول-ثومسون مع التبريد التجديدي. يُبرّد الغاز عالي الضغط في مبادل حراري معاكس التدفق بواسطة الغاز البارد منخفض الضغط العائد من صمام التمدد. يُخفّض هذا تدريجيًا درجة حرارة الصمام حتى تنخفض إلى ما دون النقطة الحرجة وتبدأ عملية التسييل، مُشكّلًا بذلك أساس صناعة تسييل الغاز الحديثة.

The Lorentz force law describes the total force experienced by a point charge moving through a combined electric and magnetic field. It is the sum of the electrostatic force and the magnetic force. The governing vector equation is [latex]\mathbf{F} = q(\mathbf{E} + \mathbf{v} \times \mathbf{B})[/latex], where [latex]q[/latex] is the charge, [latex]\mathbf{v}[/latex] is its velocity, [latex]\mathbf{E}[/latex] is the electric field, and [latex]\mathbf{B}[/latex] is the magnetic field.

اخترع فالديمار يونغنر بطارية النيكل والكادميوم عام ١٨٩٩، وتستخدم هيدروكسيد أكسيد النيكل (NiO(OH)) كقطب موجب، والكادميوم المعدني (Cd) كقطب سالب، مع إلكتروليت قلوي مثل هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH). تشتهر هذه البطارية بطول دورة حياتها وأدائها الجيد في درجات الحرارة المنخفضة، إلا أنها تعاني من تأثير الذاكرة وسمية الكادميوم.