„Fizika 1 - Ellenőrző kérdések és válaszok” változatai közötti eltérés

Ez az oldal a [[Fizika 1]] tárgyhoz kapcsolódó elméleti kérdések-válaszok gyűjteménye! A ''Hudson-Nelson'' könyv fejezeteinek a végén található ellenőrző kérdések közül azok vannak itt, amiket az előadók megoldásra javasoltak.

A ZH-kon és a vizsgákon lényegében ezen ismeretek számonkérése történik. A vizsga harmadik része 5 db. szöveges kifejtést igénylő kérdést tartalmaz, amelyek a ebből kérdésgyűjteményből valók.

<math> \sum F_{kiterjedt} = \frac{dP}{dt} = M a_{tkp} </math>

Egy test tömegközéppontra vett impulzusmomentumának változási sebessége egyenlő a tömegközéppontra vett külső forgatónyomatékok erdőjével, még akkor is, ha a test tömegközéppontja - a gyorsulást is beleértve - elmozdul.

===B08. A kényszerrezgés amplitúdó-frekvencia függvényének a grafikonja.===

===B09. A kényszerrezgés fáziskésés-frekvencia függvényének a grafikonja.===

===B10. A rugalmas anyagok "feszültség-megnyúlás" diagramja.===

===B11. A "húzó-" és a "nyírófeszültség" definíciója.===

==XX. Fejezet==

pV = nRT

<math> \approx 6*10^{23} </math>  db részecske.  

Egy mól: Bármely anyagból az a mennyiség, ami ugyanannyi elemi részecskét tartalmaz, mint ahány atom található 0,012 kg 12-es C izotrópban.

# A gáz nagyszámú azonos tömegpontból áll

# A részecskék különböző sebességű, véletlen szerű mozgást végeznek, tökéletesen rugalmasan ütköznek egymással és a fallal  

# Az ütközések során semmilyen más erő nem hat, csak ütközés kölcsönhatásából származó, valamint az ütközés elhanyagolható ideig tart

<math> \frac{3}{2}kT = \frac{1}{2}m \overline{v}^2 </math>

http://en.wikipedia.org/wiki/Image:MaxwellBoltzmann-en.svg

http://web.mit.edu/16.unified/www/FALL/thermodynamics/notes/fig6VaporDomePV_web.jpg

A kritikus pont felett nem lehet különbséget tenni a folyadék és a gőz állapot között, mivel e pontban a gőz sűrűsége eléri a vele egyensúlyban lévő folyadékfázis sűrűségét.

Ahol a három szín találkozik az a hármas pont :)

http://www.rfcafe.com/references/general/images/p-t_rfcafe.gif

A parciális nyomás egy résznyomás, amit akkor fejtene ki a gázelegy adott B komponense, ha az egyedül töltené ki a rendelkezésre álló teljes térfogatot. A B komponens részesedése a rendszer össznyomásából. A komponensek parciális nyomásának összege adja a rendszer össznyomását (Dalton-törvény).

<math>D(v)\,dv = \left ( \frac {m}{2 \pi k T} \right) ^{3/2} 4 \pi v^2 e^{-mv^2/(2kT)}\, dv </math>

==XXI. Fejezet==

A termodinamikai rendszer az anyagi valóság egy, általunk kiválasztott szempont vagy szempontrendszer szerint elhatárolt része. Az elhatárolás történhet egy valóságos fallal vagy egy látszólagos, képzelt elhatároló felülettel.

Két rendszer mindegyike termikus egyensúlyban van egy harmadikkal akkor a két rendszer egymással is termikus egyensúlyban van.

Q pozitív, ha hőt közlünk a rendszerrel <br>

&#916;U pozitív, ha a belső energia növekszik (&#916;Eb = Uv-Uk, Uv>Uk) <br>

visszafordítható, visszafordíthatatlan

'''Irreverzibilisnek''' vagy meg '''nem fordíthatónak''' nevezünk egy olyan folyamatot , melynek lefolytatása után a rendszert eredeti állapotába nem tudjuk úgy visszavinni , hogy a rendszerben vagy környezetében ne jöjjön létre az eredeti állapothoz képest változás

Q = 0

V = áll -> W = 0, <math> \Delta E_b = Q = c_v m \Delta T = C_v n \Delta T </math>

p = áll -> W = p<math>\Delta V</math>, <math>\Delta E_b = Q-W = c_p m \Delta T - p\Delta V </math> <br />

<math> c_v m \Delta T = Q-W = c_p m \Delta T - p\Delta V </math> <br />

<math> C_p - C_v = R </math> (Rober Mayer egyenlet)

T = áll -> pV = áll; --> <math> p = nRT\frac{1}{V} </math> <br />

<math> W = \int_{v_1}^{v_2} p(V) dV = \int_{v_1}^{v_2} nRT\frac{1}{V} dV = nRT [lnV]_{v_1}^{v_2} </math><br />

<math> \displaystyle{W = nRT ln\frac{V_2}{V_1}} </math>

http://sciaga.onet.pl/_i/Fizykasciaga/adiabata_izoterma.jpg

Q = 0;   

<math> \Delta E_b = -W </math>

<math> Tp^{\frac{1-\kappa}{\kappa}} = all. </math>

Az energiatárolás független lehetőségeinek a számát.

Egyensúly esetén minden termodinamikai szabadságfokra azonos energia jut, részecskénként.  

<math> \frac{\varepsilon}{f}=\frac{1}{2}kT</math>

Hudson-Nelson 523.oldal

<math> C_v = 3R </math>

==XXII. Fejezet==

Lehetetlen olyan periódikusan működő gépet készíteni, ami 100%os hatásfokkal alakít át termikus energiát munkává

Lehetetlen olyan periodikusan működőgépet készíteni, ami termikus energiát a hideg testről forró testre visz át anélkül, hogy a környezet munkát végezne rajta.

vagy: a Hő spontán csak a melegebről megy a hideg felé.

http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/Images/carnot.gif

Q2 a betáplált hőmérséklet, Q1 pedig amit  működése során kényszerszerűen lead

<math> \eta = \frac{Q_2 - Q_1}{Q_2}</math>

A könyvben meghatározott elv szerint T2>T1

<math> \eta = \frac{T_2 - T_1}{T_2}</math>

Lehetetlen egy test hőmérsékletét véges számú lépésben ábszolót zérusra csökkenteni.

Carnot körfolyamat megfordítva<br />

A könyvben meghatározott elv szerint T2>T1

<math> \epsilon = \frac{T_1}{T_2 - T_1}</math>

Carnot körfolyamat megfordítva<br />

A könyvben meghatározott elv szerint T2>T1

<math> \epsilon = \frac{T_2}{T_2 - T_1}</math>

[[http://hu.wikipedia.org/wiki/Otto-motor]]

http://www.qrg.northwestern.edu/thermo/design-library/otto/Otto-Pv-diagram.gif

[[http://hu.wikipedia.org/wiki/Dízelmotor]]

http://www.qrg.northwestern.edu/thermo/design-library/diesel/Diesel-Pv-diagram.gif

A Carnot körfolyamat a legjobb hatásfokot biztosítja minden olyan lehetséges hőerőgép közül, amely két megadott hőmérséklet között működik.

ld. XIX B06.

<math> T=(273,16K)(\frac{Q}{Q_{h.p.}}) </math>

==XXIII. Fejezet==

Az entrópia a rendszer átalakító képességének a mértéke. Azaz adott hőmérséklet eléréséhez mekkora hőt kell betáplálni. Az alábbi megállapítások mind csak reverzibilis folyamatokra érvényesek!!

<math> S = \frac{Q}{T}</math>

<math> \oint_1^2 \frac{dQ}{T} = 0 </math>

Az entrópia csak a rendszer állapotától függ, így alkalmas a rendszer állapotának jellemzésére -> állapotfv.  

<math> \Delta S = nR ln\frac{V_{vegso}}{V_{kezdeti}}</math>

A hőmérséklet állandó marad az egész folyamat során: T = 0°C = 273K. <br>

A hőátvitel a jég-víz fázisátmenetnek köszönhető. A folyamat reverzibilis. <br>

<math> \Delta S = \frac{Q}{T} = \frac{3,34m}{273} \frac{J}{K}  </math>

Hudson-Nelson 551. oldal 23-2 példa <br>

Egy <math> m_2 </math> tömegű <math> c_2 </math> fajhőjű <math> T_2 </math> hőmérsékletű, forró követ <math> m_1 </math> tömegű, <math> c_1 </math> fajhőjű <math> T_1 </math> hőmérsékletű hideg vízbe dobunk  <math> T_2 > T_1 </math> .<br>  

<math> T_1 < T_v < T_2 </math>, ezért a pozitív tag nagysága mindig nagyobb, ami mindig '''entrópianövekedést''' eredményez.

Hudson-Nelson 551.oldal 23-3 példa

W = V1/V2

S = klnW

Minden természetes (irrevezibilis) folyamatra: <math> \Delta S >0 </math> <br>

Csak reverzibilis folyamatokra: <math> \Delta S_{univerzum} = 0 </math>

Az információ (I) alapvető definíciója: <math> I = -ln W </math> <br>

W annak a valószínűsége, hogy bizonyos üzenetet kitalálunk, mielőtt megkapjuk. <br>

Az információ megfelel a negatív entrópiának.

Az örökmozgó (perpetuum mobile) olyan hipotetikus gép, amit, ha egyszer beindítunk, örökké mozgásban marad, miközben nem von el energiát a környezetétől és a belső energiája is állandó szinten marad. A termodinamika kétféle örökmozgót különböztet meg

# az elsőfajú örökmozgó olyan gép, ami több munkát végez, mint amennyi energiát fölvesz a környezetétől. Egy ilyen gép hatásfoka nagyobb, mint 100%. Az energiamegmaradás törvénye (a termodinamika első főtétele) alapján ilyen gépet nem lehet készíteni.

# a másodfajú örökmozgó olyan gép, ami a környezetéből felvett hőenergiát veszteségek nélkül munkavégzésre tudja fordítani. Egy ilyen gép hatásfoka pontosan 100%. A termodinamika második főtétele alapján ilyen gépet nem lehet készíteni. Egy ilyen gép például az óceánok hőenergiáját tudná hasznosítani.