Planering Fysik för V, ht-11, lp 2

Transkript

1 Planering Fysik för V, ht-11, lp 2 Kurslitteratur: Häfte: Experimentell metodik, Kurslaboratoriet 2011, Fysik i vätskor och gaser, Göran Jönsson, Teach Support 2010 samt föreläsningsanteckningar i Ellära, Kurslaboratoriet markerar viktigt avsnitt, * markerar överkurs. EXPERIMENTELL METODIK ï 24/10 Storheter, mätetal och enheter 1 Om dimensionslösa storheter 2 Allmänt om tabeller och diagram 3 Om diagramritning på dator 8 Enhetsanalys 8 Produktansats 8 Övningsuppgifter TEMPERATUR ï 25/10 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 ï 26/10 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 ï 27/10 Vätsketryck 52 Hydrostatiska paradoxen 54 Tryck i alla riktningar 55

2 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 ï 31/10 Partialtryck 83 Relativ luftfuktighet 85 Hygrometrar 88 *5. REALA GASER OCH VÄTSKOR *6. YTENERGI 7. STRÖMMANDE GASER OCH VÄTSKOR Fluid 141 Friktion och viskositet 141 Laminär och turbulent strömning 144 Reynolds tal 145 Ideal strömning 146 Volymflöde 147 Bernoullis ekvation 149 Några tillämpningar 153 ï 2/11 Venturirör 156 Pitotrör eller Prandtls rör 158 Fri utströmning 159 * Skruvade bollar 160 * Konsten att flyga 162 * Poiseuilles lag TERMODYNAMIKENS FÖRSTA HUVUDSATS Makroskopiskt mikroskopiskt 175 ï 3/11 Tryckhärledning 175 Temperaturhärledning 179 Frihetsgrader 179 Inre energi i en gas 180 Termodynamikens första huvudsats 181 Fyra tillståndsändringar 183

3 9. MOLAR VÄRMEKAPACITET Specifik eller molar värmekapacitet 193 ï 7/11 Isokor värmekapacitet 193 Isobar värmekapacitet 195 Tvåatomiga gaser 196 Mysteriet med de saknade frihetsgrader na 199 Kvoten mellan C p och C V 201 ï 9/11 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 OCH VÄRMEPUMPAR Carnotprocessen 229 ï 10/11 Kraftverk 232 Stirlingprocessen 235 Kylmaskin 240 Kylskåp och luftkonditionering 243 ï 14/11 Värmepump 245 Entropi 247 Entropin ökar och energin blir otillgänglig 249 Universums värmedöd 251 Entropi och tid 252 Exergi och energikvalitet STATISTISK MEKANIK Medelvärden 264 ï 16/11 Gaussfördelning 265 Maxwell Boltzmannfördelning 268 * Medelfart i en och tre dimensioner 271 * Translationsenergins medelvärde 273 Stöttal 273 Medelfriväg 275

4 13. VÄRMEÖVERFÖRING Värmetransport 281 ï 17/11 Värmebalans i kroppen 283 Tekniska tillämpningar 284 Ledning 284 Konvektion 288 Värmeövergång 289 Strålning 292 ï 21/11 Samtidig värmeöverföring 297 Meteorologi 297 Klimat 299 Växthuseffekt 301 INTRODUKTION TILL ELLÄRAN Genomgång av laboration i praktisk ellära Labhäfte, ï 23/11 Laddning FA15 Elektriska fält FA16 ï 24/11 Potential Spänning Ström Energi och effekt Batterier Likspänningskretsar FA17 ï 28/11 Resistorer Kondensatorer Magnetfält Fält runt ledare Växelspänningar FA18 ï 30/11 Trefas Hushållsel FA19 ï 1/12 Beräkningar i ellära ï 5/12 Repetition Extentor ï 7/12 ï 8/12

5 Räkneövningsplanering Första övningen: 27+28/10 Förkunskaper: Experimentell metodik Räkneuppgifter: 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.7, 2.1, 2.3, 2.7 Andra övningen: 31/10 Förkunskaper: Fysik i vätskor och gaser, Kapitel 1 Räkneuppgifter: 1.1, 1.2, 1.4, ev. resterande Experimentell metodik 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. Tredje övningen: 3+4/11 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 Fjärde övningen: 7/11 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 Femte övningen: 10+11/11 Förkunskaper: Kapitel 7 Räkneuppgifter: 7.5, 7.8, 7.13, 7.14, 7.15 Diskussionsuppgifter: 7.20, 7.25, 7.27, 7.32 Sjätte övningen: 14+15/11 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 Sjunde övningen: 17+18/11 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, Åttonde övningen 21+22/11 Förkunskaper: Kapitel 11 Räkneuppgifter: 11.1, 11.2, 11.5, 11.7, 11.9, 11.12, Diskussionsuppgifter: 11.18, 11.19, 11.20, Nionde övningen 24+25/11 Förkunskaper: Kapitel 13 Räkneuppgifter: 13.1, 13.3, 13.6, 13.8 Diskussionsuppgifter: 13.12, 13.18, 13.20, 13.26

6 Tionde övningen 28/11 Förkunskaper: Ellära Räkneuppgifter: 1, 3, 5, 7, 9, 11 Elfte övningen: 1+2/12 Förkunskaper: Ellära Räkneuppgifter: 13, 15, 16, 18, 19 Tolfte övningen 8+9/12 Förkunskaper: Ellära Räkneuppgifter: 20, 21, 22, 23, 24, 25