Planering Fysik för V, ht-10, lp 2

Transkript

1 Planering Fysik för V, ht-10, lp 2 Kurslitteratur: Häfte Experimentell metodik och föreläsningsanteckningar, Kurslaboratoriet 2010 samt Göran Jönsson: Fysik i vätskor och gaser, Teach Support markerar viktigt avsnitt, * markerar överkurs. 1. TEMPERATUR 3/11 Varmt och kallt 12 Temperaturskalor 13 Termodynamisk jämvikt 16 Vad är temperatur? 17 Värmeutvidgning 19 Längdutvidgning 19 Volymutvidgning 21 Volymutvidgning av vatten 23 Temperaturmätare VÄRME 4/11 Vad är värme? 31 Värme och inre energi 32 Värmekapacitet 33 Fasövergångar 35 Smältvärme och ångbildningsvärme 36 Avdunstning 39 Effekt TRYCK Lufttryck 48 Tryckenheter 49 Pascals lag 51 8/11 Vätsketryck 52 Hydrostatiska paradoxen 54 Tryck i alla riktningar 55 Arkimedes princip 57 Koncentrationsbestämning 61 Ballonger 62 Kommunicerande kärl 63 Låga tryck IDEALA GASLAGEN En vakuumshow 74 Ideala gaslagen 74 Gasdensitet och partikeldensitet 79 Höjdmätning med barometer 81 10/11

2 Partialtryck 83 Relativ luftfuktighet 85 Hygrometrar REALA GASER OCH VÄTSKOR Ideala och reala gaser 99 Van der Waals' ekvation 100 Kritisk temperatur 104 Molekylkrafter och potentiell energi 108 Ångtryckskurvor /11 Smältpunktens tryckberoende 115 Trippelpunkt 117 pvt ytor 118 *6. YTENERGI 7. STRÖMMANDE GASER OCH VÄTSKOR Fluid /11 Friktion och viskositet 141 Laminär och turbulent strömning 144 Reynolds tal 145 Ideal strömning 146 Volymflöde 147 Bernoullis ekvation 149 Några tillämpningar 153 Venturirör 156 Pitotrör eller Prandtls rör /11 Fri utströmning 159 * Skruvade bollar 160 * Konsten att flyga 162 * Poiseuilles lag TERMODYNAMIKENS FÖRSTA HUVUDSATS Makroskopiskt mikroskopiskt 175 Tryckhärledning 175 Temperaturhärledning 179 Frihetsgrader 179 Inre energi i en gas 180 Termodynamikens första huvudsats 181 Fyra tillståndsändringar /11 9. MOLAR VÄRMEKAPACITET Specifik eller molar värmekapacitet 193

3 Isokor värmekapacitet 193 Isobar värmekapacitet 195 Tvåatomiga gaser 196 Mysteriet med de saknade frihetsgrader na 199 Kvoten mellan C p och C V /11 Adiabatisk tillståndsändring 202 * Värmekapacitet i vätskor och fasta ämnen 205 * Dulong Petits lag KRETSPROCESSER Energikällor 211 Arbete och värmemaskiner 212 Vår energibalans 213 Reversibel process 216 Irreversibel process 216 Termodynamikens andra huvudsats 217 Kretsprocess 219 Nettoarbete 220 Verkningsgrad VÄRMEMASKINER, KYLSKÅP OC H VÄRMEPUMPAR 24/11 Carnotprocessen 229 Kraftverk 232 Stirlingprocessen 235 Kylmaskin 240 Kylskåp och luftkonditionering /11 Värmepump 245 Entropi 247 Entropin ökar och energin blir otillgänglig 249 Universums värmedöd 251 Entropi och tid 252 Exergi och energikvalitet STATISTISK MEKANIK 29/11 Medelvärden 264 Gaussfördelning 265 Maxwell Boltzmannfördelning 268 * Medelfart i en och tre dimensioner 271 * Translationsenergins medelvärde 273 Stöttal 273 Medelfriväg VÄRMEÖVERFÖRING 1/12 Värmetransport 281

4 Värmebalans i kroppen 283 Tekniska tillämpningar 284 Ledning 284 Konvektion 288 Värmeövergång 289 Strålning 292 2/12 Samtidig värmeöverföring 297 Meteorologi 297 Klimat 299 Växthuseffekt 301 Repetition 9/12 Räkneövningsplanering Första övningen: 28+29/10 Förkunskaper: Experimentell metodik, Kapitel Räkneuppgifter: 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.7, 2.1, 2.3, 2.7 Andra övningen: 1/11 Förkunskaper: Ellära Räkneuppgifter: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 16, 18, 19 Tredje övningen: 4+5/11 Förkunskaper: Ellära Räkneuppgifter: 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 Fjärde övningen: 8/11 Förkunskaper: Termodynamik, Kapitel 1 Räkneuppgifter: 1.1, 1.2, 1.4, ev resterande ellära Diskussionsuppgifter: 1.9, 1.10, 1.14, 1.17 Meningen med diskussionsuppgifterna är att du ska lära dig att prata fysik, dvs. förklara problem utan att göra några detaljerade beräkningar. Många av frågorna ställs och besvaras under föreläsningarna, men det finns också svar i facit. Femte övningen: 11+12/11 Förkunskaper: Kapitel Räkneuppgifter: 2.2, 2.4, 2.6, 2.7, 2.10, 3.3, 3.4 Diskussionsuppgifter: 2.13, 2.14, 2.19, 2.22, 2.23, 3.14, 3.20 Sjätte övningen: 15/11 Förkunskaper: Kapitel 3 4 Räkneuppgifter: 3.5, 3.6, 3.9, 4.2, 4.4, 4.5, 4.6, 4.14, 4.20, 4.21 Diskussionsuppgifter: 3.13, 3.22, 3.24, 3.32, 4.25, 4.29, 4.30, 4.34

5 Sjunde övningen: 18+19/11 Förkunskaper: Kapitel 5 Räkneuppgifter: 5.1, 5.2, 5.6, 5.7, 5.8, 5.10 Diskussionsuppgifter: 5.16, 5.17, 5.23, 5.25, 5.27 Åttonde övningen 22/11 Förkunskaper: Kapitel 7 Räkneuppgifter: 7.5, 7.8, 7.13, 7.14, 7.15 Diskussionsuppgifter: 7.20, 7.25, 7.27, 7.32 Nionde övningen 25+26/11 Förkunskaper: Kapitel 8 Räkneuppgifter: 8.1, 8.4, 8.5, 8.6, 8.7, 8.9 Diskussionsuppgifter: 8.10, 8.11, 8.14, 8.18, 8.19 Tionde övningen 29/11 Förkunskaper: Kapitel 9 10 Räkneuppgifter: 9.1, 9.4, 9.6, 9.7, 9.8, 10.1, 10.2, 10.5, Diskussionsuppgifter: 9.12, 9.14, 9.15, 9.16, 10.8, 10.9, Elfte övningen: 2+3/12 Förkunskaper: Kapitel 11 Räkneuppgifter: 11.1, 11.2, 11.5, 11.7, 11.9, 11.12, Diskussionsuppgifter: 11.18, 11.19, 11.20, Tolfte övningen 9+10/12 Förkunskaper: Kapitel 13 Räkneuppgifter: 13.1, 13.3, 13.6, 13.8 Diskussionsuppgifter: 13.12, 13.18, 13.20, 13.26