محمد خشنودی

این مقاله به تاریخ و روند شکل گیری اصول بنیادی ترمودینامیک به ویژه مفهوم انتروپی می پردازد. در بخش نخست با تقویم نگاری از انقلاب صنعتی در اروپا و اختراع ماشین های بخار و گرمایی برای تبدیل حرارت به کار، چگونگی بهبود بازدهیآنها به ویژه تلاشهای سعدی کارنو در دهه 1820 تشریح و یافته ها و نیز اشکالات نظری وی بررسی می شود. تنظیم و نشر اندیشه های کارنو توسط کلاسیوس در دهه 1850 و معرفی واژه انتروپی و کاربردهای اولیه آن توضیح داده می شود. همزمان شکل گیری قانون اول ترمودینامیک توسط ژول و مایر بررسی شده و سپس کوشش های کلوین و پلانک برای تنظیم قانون دوم ترمودینامیک شرح داده می شود. گسترش کاربردهای انتروپی توسط هلمهولتز و گیب و سپس شکل گیری قانون سوم ترمودینامیک توسط نرنست، پلانک و اینشتین در سال 1906 توضیح داده می شود. از طرف دیگر بیان مفهوم آماری انتروپی توسط بولتزمن و تأثیر پیشرفت های شگرف فیزیک در شناخت میکروسکوپیک ماده، مراحل شکل گیری ترمودینامیک آماری(1900)، مکانیک آماری(1910) ، سپس مکانیک کوانتوم آماری(1925) و سرانجام نظریه اطلاعات (1948) شرح داده می شود. در بخش دوم کاربردها مهم انتروپی در تعریف فرایندهای آرمانی، محاسبه بازدهی ماشین های حقیقی و میزان بازگشت ناپذیری در آنها، اصل افزایش انتروپی، مفهوم اکسرژی و قابلیت کاردهی، معرفی کمیت های جدید ترمودینامیکی چون خواص جزیی و اضافی، پتانسیل شیمیایی و اکتیویته، مفهوم تعادل، نگانتروپی، نظریه اطلاعات و سنجش دما شرح داده می شود. در پایان به کاربردهای نوین انتروپی در بررسی سیستم های زنده، علوم انسانی، جامعه شناسی و تاریخ اشاره می شود.

در این مقاله نخست مراحل شکل گیری و پیشرفت حرفه مهندسی شیمی در دویست سال گذشته ( 1960 1760 م) مرور می شود، درباره آموزش و کاربردهای  شیمی و شیمی صنعتی در اروپا به ویژه آلمان توضیح داده می شود، تأسیس دانشگاههای مهم در اروپا و آمریکا و روند پیشرفت آموزش و پژوهش در امر مهندسی شیمی در قرن بیستم به صورت تقویم نگاری ارائه و پیامدهای دو جنگ جهانی در جهت گیری مهندسی شیمی، محتوای آموزشی و کاربردهای گوناگون آن بررسی می شود، وضعیت شیمی، مهندسی شیمی و صنایع شیمیایی در ایران در قرن حاضر نیز بررسی م گردد و سپس شاخه های مختلف مهندسی شیمی و پیشرفتهای هریک و آثار آن بر تمدن معاصر (2000 1960) مورد بررسی قرار می گیرد و مهم ترین نقاط عطف در مسیر تحول و سمت گیری مهندسی شیمی در هر دهه معرفی می شود. آمار دانش آموختگان مهندسی شیمی در سالهای اخیر در جهان و در ایران و نیز مهم ترین چالشهای این حرفه در آستانه قرن بیست و یکم بررسی می شود. در بخش سوم، چشم انداز مهندسی شیمی در آینده (2020 2000) بررسی می شود. پیشرفتهای نرم افزاری و شبکه های کامپیوتری، کاربردهای هوش مصنوعی، فناوری ها و ابزار نوین، آموزش مهندسی شیمی در آینده، فرصتها، بازارها و محرکهای نو معرفی و در پایان به مسئله توسعه پایدار و نقش مهندسی شیمی با تأکید بر مسائل ایران پرداخته می شود.