دانلود رایگان سوالات کارشناسی ارشد آزاد شیمی - شیمی فیزیک 1390

---

آزمون های برگزار شده

---

تحلیل مباحث مهم شیمی فیزیک (چارچوب پیشنهادی برای آزاد ۱۳۹۰)

۱) ترمودینامیک شیمیایی (Thermodynamics)

• گازهای ایده‌آل و حقیقی: معادله حالت، فاکتور تراکم‌پذیری (Z)، معادلات حالت وان‌دروالس و ویریال، دمای بویل و دمای بحرانی.
• قانون اول ترمودینامیک: کار (w)، گرما (q)، انرژی داخلی (U)، آنتالپی (H)، ظرفیت‌های گرمایی (Cp و Cv)، فرآیندهای هم‌دما، هم‌فشار، هم‌حجم و بی‌دررو (آدیاباتیک) به صورت برگشت‌پذیر و برگشت‌ناپذیر.
• قانون دوم و سوم ترمودینامیک: مفهوم آنتروپی (S)، محاسبه تغییرات آنتروپی سیستم و محیط، چرخه کارنو و راندمان آن، آنتروپی مطلق.
• پتانسیل‌های ترمودینامیکی و تعادل: انرژی آزاد گیبس (G) و هلمهولتز (A)، روابط ماکسول، تعادل‌های فازی، معادله کلاپیرون و کلاسیوس-کلاپیرون، قاعده فاز گیبس و نمودارهای فازی تک‌جزئی و دو‌جزئی.

۲) شیمی فیزیک محلول‌ها (Solutions & Mixtures)

• کمیت‌های مولی جزئی: پتانسیل شیمیایی، فوگاسیته و اکتیویته.
• محلول‌های ایده‌آل و غیرایده‌آل: قانون رائول، قانون هنری، خواص کولیگاتیو (کاهش فشار بخار، صعود دمای جوش، نزول دمای انجماد و فشار اسمزی).
• انحراف از حالت ایده‌آل: توابع اضافی (Excess Functions) و فعالیت (Activity Coefficient).

۳) سینتیک شیمیایی (Chemical Kinetics)

• قوانین سرعت و رتبه واکنش: واکنش‌های درجه صفر، یک، دو و واکنش‌های مرتبه nام، نیمه‌عمر و زمان اتمام واکنش.
• واکنش‌های پیچیده: واکنش‌های برگشت‌پذیر، متوالی، موازی و زنجیره‌ای؛ تقریب حالت پایدار (Steady-State Approximation).
• تأثیر دما بر سرعت واکنش: معادله آرنیوس، انرژی فعال‌سازی و فرکانس برخورد.
• نظریه‌های سرعت واکنش: نظریه برخورد، نظریه حالت گذار (کمپلکس فعال) و مقایسه پارامترهای ترمودینامیکی با آرنیوس.

۴) الکتروشیمی و پدیده‌های سطحی (Electrochemistry & Surface Chemistry)

• رسانایی محلول‌های الکترولیت: هدایت مولی، قانون کولروش برای مهاجرت مستقل یون‌ها، نظریه دبی-هوکل برای ضریب فعالیت یون‌ها.
• سلول‌های گالوانی و غلظتی: نیروی محرکه الکتریکی (emf)، معادله نرنست، پتانسیل پیوند مایع و پتانسیل الکترود استاندارد.
• شیمی سطح: جذب سطحی فیزیکی و شیمیایی، ایزوترم‌های جذب لانگمویر، فروندلیچ و BET.

۵) مکانیک کوانتومی و ساختار اتمی (Quantum Mechanics & Molecular Structure)

• مبانی کوانتوم: تابش جسم سیاه، اثر فوتوالکتریک، دوگانگی موج-ذره (دبروی)، اصل عدم قطعیت هایزنبرگ.
• معادله شرودینگر و اپراتورها: تعریف اپراتورهای مکان، تکانه، انرژی (هامیلتونی)، شرایط تابع موج قابل قبول.
• سیستم‌های مدل ساده: ذره در جعبه یک‌بعدی و سه‌بعدی (ترازهای انرژی و تبهگنی)، نوسانگر هماهنگ ساده، صلب‌چرخان، و اتم هیدروژن (توابع موج زاویه‌ای و شعاعی).

---

راهبرد مطالعه پیشنهادی (ویژه شیمی فیزیک)

1. ریاضیات کاربردی را تقویت کنید: شیمی فیزیک رابطه تنگاتنگی با دیفرانسیل، انتگرال‌گیری پایه، مشتقات جزئی و توابع ریاضی دارد. فرمول‌ها را صرفاً حفظ نکنید، بلکه ساختار ریاضی و نحوه مشتق‌گیری آن‌ها را مرور کنید.
2. فرآیندهای ترمودینامیکی را دسته‌بندی کنید: برای هر فرآیند (ایزوترم، ایزوبار، آدیاباتیک) فرمول‌های محاسباتی مربوط به $w$، $q$، $Delta U$ و $Delta H$ را در یک جدول مقایسه‌ای یادداشت کنید.
3. تقریب حالت پایدار را تمرین کنید: در مبحث سینتیک، حل چند مکانیسم واکنش چندمرحله‌ای با استفاده از تقریب حالت پایدار (SSA) به شما کمک می‌کند سرعت‌ سنجهای واکنش‌های زنجیره‌ای را به راحتی به دست آورید.
4. مفاهیم کوانتوم را بصری کنید: شکل توابع موج، گره‌ها (شعاعی و زاویه‌ای) و مفهوم چگالی احتمال برای سیستم‌های مدل (ذره در جعبه و اتم هیدروژن) را به خوبی تحلیل تصویری کنید.

منابع پیشنهادی (استاندارد و رایج)

• شیمی فیزیک ۱ و ۲: کتاب Physical Chemistry اثر پیتر اتکینز (Atkins) یا کتاب Physical Chemistry اثر ایرا لوین (Ira Levine).
• سینتیک شیمیایی: کتاب Chemical Kinetics اثر کیدلر (Laidler) یا بخش‌های سینتیک کتاب اتکینز.
• مکانیک کوانتومی و شیمی کوانتومی: کتاب Quantum Chemistry اثر ایرا لوین.
• حل تشریحی تست‌ها: کتاب‌های تست کنکور ارشد سال‌های اخیر برای آشنایی با سبک محاسبات و ساده‌سازی‌های عددی در جلسه آزمون.

---

سؤالات متداول شیمی فیزیک

چگونه تفاوت فرآیند برگشت‌پذیر و برگشت‌ناپذیر را در محاسبات کار متوجه شویم؟

در فرآیند برگشت‌پذیر، فشار سیستم همواره با فشار خارجی در تعادل بسیار نزدیک است ($P_{ex} approx P_{int}$)؛ بنابراین کار از رابطه انتگرالی $w = -int P dV$ به دست می‌آید. در فرآیند برگشت‌ناپذیر، فشار خارجی ثابت است و کار از رابطه مستقیم $w = -P_{ex} Delta V$ محاسبه می‌شود که مقدار عددی کار کمتری تولید می‌کند.

فرمول‌های تقریب دبی-هوکل در چه غلظت‌هایی معتبر است؟

قانون حدی دبی-هوکل برای محلول‌های الکترولیت بسیار رقیق (عموماً قدرت یونی کمتر از ۰.۰۱ مولار) برقرار است. برای غلظت‌های بالاتر، باید از فرمول‌های توسعه‌یافته دبی-هوکل استفاده کرد.

تفاوت فوتوسورپشن (جذب شیمیایی) و فیزیسورپشن (جذب فیزیکی) چیست؟

جذب فیزیکی ناشی از نیروهای ضعیف واندروالسی است، برگشت‌پذیر بوده، آنتالپی جذبی پایینی دارد و می‌تواند چندلایه‌ای باشد. جذب شیمیایی شامل تشکیل پیوند شیمیایی واقعی بین جاذب و جذب‌شونده است، معمولاً برگشت‌ناپذیر بوده، آنتالپی جذبی بالایی دارد و تنها به صورت تک‌لایه تشکیل می‌شود.

تفاوت نوسانگر هماهنگ و نوسانگر ناهماهنگ در طیف‌سنجی چیست؟

در نوسانگر هماهنگ ترازهای انرژی دارای فواصل یکسان هستند و فقط انتقال‌های $Delta v = pm 1$ مجازند. در نوسانگر ناهماهنگ (با پتانسیل مورس)، فواصل ترازها با افزایش انرژی کاهش می‌یابد و خطوط اورتون (انتقال‌های $Delta v = pm 2, pm 3, ...$) نیز ظاهر می‌شوند.

آیا می‌توان ضرایب و تعداد دقیق سؤالات آزاد ۱۳۹۰ را اعلام کرد؟

خیر. چون دفترچه رسمی و معتبر آزمون آزاد ۱۳۹۰ در دسترس نیست، اعلام تعداد دقیق سؤال‌ها، ضرایب و بودجه‌بندی قطعی ممکن نیست و این محتوا صرفاً راهنمای آموزشی است.

---

سوالات و پاسخ سوالات کارشناسی ارشد - بخش صد و دوازدهم ( بیشتر ... )