Föreläsning 1: Termodynamiken – temperatur - energi - huvudsatser

Question 1

Termodynamikens 1:a huvudsats

Answer 1

energi varken kan skapas eller förstöras och att värme är en form av energitransport

Question 2

Termodynamikens 2:a huvudsats

Answer 2

den totala entropin, oordningen, i universum ökar, vilket gör att naturliga processer bara kan ske spontant i en riktning

Question 3

Termodynamikens 3:e huvudsats

Answer 3

vilken säger att en perfekt kristall har sin lägsta entropi vid absoluta nollpunkten

Question 4

Temperatur

Answer 4

genomsnittliga kinetiska energin hos de vibrerande och kolliderande atomerna som utgör ett ämne

• Vibrationer
• Rotationer
• Translationer

Question 5

Vad påverkas av temperatur?

Answer 5

• tryck
• volym
• fas
• densitet
• löslighet
• ångtryck
• elektrisk ledningsförmåga
• hårdhet
• slitstyrka
• värmeledningsförmåga
• korrosionsbeständighet
• hållfasthet
• etc

Question 6

Temperatur skalor (vattnets kokpunkt, smältpunkt, fryspunkt, absoluta nollpunkt)

Answer 6

Celcius
- (100 ºC) kokpunkt
- (0 ºC) smältpunkt / fryspunkt
- (-273 ºC) absoluta nollpunkt

Kelvin
- (373 K) kokpunkt
- (273 K) smältpunkt / fryspunkt
- (0 K) absoluta nollpunkt

Fahrenheit
- ingen bryr sig

Question 7

Vad är energi?

Answer 7

något med potential att medföra rörelse

Question 8

Typer av energi

Answer 8

Lägesenergi
Elastisk energi
Kinetisk energi
Kemisk potential

Question 9

Elastisk energi formel

Answer 9

E = (k(x - x0)^2) / 2

Question 10

Extensiva storheter

Answer 10

En extensiv storhet kännetecknas av att dess storlek är additiv för delar av systemet
* Massa
* Volym
* Entropi

Question 11

Intensiva storheter

Answer 11

En intensiv storhet är oberoende av systemets storlek
* Temperatur
* Tryck
* Densitet

Question 12

Energiöverföring (2 exempel)

Answer 12

• värme
• arbete

Question 13

Värme (4 viktiga punkter)

Answer 13

• Värme är energiöverföring orsakad av en temperaturdifferens
• När två kroppar har olika temperatur så transporteras värme från
  högre till lägre temperatur
• Om de har samma temperatur så transporteras ingen värme mellan dem
• Värme kan inte av sig självt gå från en kall kropp till en varm!

Question 14

Stegen i en ångmaskin (5 st)

Answer 14

1) vatten förångas i kokaren
2) första ventilen öppnas
3) Ångan trycker upp en kolv (pistong) i en cylinder
4) I kolvens övre läge stängs första ventilen och andra ventilen öppnas
5) Ångan passerar andra ventilen och kommer till kondensorn där kylvatten finns och andra ventilen stängs.

Question 15

Varför/Hur ger ångmaskinen arbete från värme?

Answer 15

(mitt egna svar, dont trust me)
Tack vare att vatten (eller annat medium) expanderar när det går från flytande form till gas form kan man utvinna arbete. Volymexpansionen trycker ut en kolv vars rörelse vi sedan kan använda.
Gasen minskar sedan i volym när den kondenserar vilket gör att kolven rör sig tillbaka igen och processen kan upprepas

Question 16

Tillståndsvariabler (definition och exempel)

Answer 16

Chat gpt:
En tillståndsvariabel (eller tillståndsstorhet) är en storhet som beskriver ett systems tillstånd vid en given tidpunkt i termodynamik och fysikaliska system. Den beskriver ett systems egenskaper, oberoende av hur systemet kom till sitt tillstånd. Typiska tillståndsvariabler inkluderar:

• Tryck (P)
• Volym (V)
• Temperatur (T)
• Inre energi (U)
• Entropi (S)

Viktiga egenskaper hos tillståndsvariabler:
Oberoende av vägen: Tillståndsvariabler beror endast på systemets aktuella tillstånd, inte på hur systemet nådde detta tillstånd. Det betyder att de inte påverkas av de specifika processer eller vägar som systemet gått igenom för att komma till detta tillstånd.

Jämvikt: Dessa variabler används för att beskriva ett system i termodynamisk jämvikt, vilket betyder att alla delar av systemet har samma tillstånd och att systemet inte förändras med tiden

Question 17

processvariabler (definition och exempel)

Answer 17

Motsats till tillståndsvariabler

de förändringar som sker i systemet när det övergår mellan olika tillstånd. Dessa variabler beror på den specifika vägen eller processen som systemet genomgår.

Exempel på processvariabler:
- Värme (Q)
- Arbete (W)