FYSIK Flashcards
Fast form
Är ett ämne som befinner sig i ett av de tre aggregationstillstånden. Molekylerna är tätt packade och har ytterst lite rörelseenergi. Materian har en bestämd, avgränsad volym. Man pratar ofta om vattnets fasta form, dvs is men det är faktiskt de flesta grejerna vi möter i vår vardag som har den fasta formen. Trä, metall, betong och plast till exempel - detta är också exempel på ämnen som vi möter i fast form.
Det har gett oss möjligheten att kunna bygga föremål och hus med de fasta ämnena- också möjligheten att välja rätt ämnen till rätt tillfällen. Men om vi går in i vattnets fasta form igen så har det gett oss möjligheten att transportera oss på is-
men också nöjen som ishockey, konståkning osv. Det har gett oss möjligheten att bygga ishall, isrink osv.
Varför tar ett ämne i fast form större plats än flytande form?
Flytande form
Är ett ämne som befinner sig i ett av de tre aggregationsformerna. Molekylerna är tätt packade tillsammans med en högre rörelseenergi vilket gör att de lätt kan röra sig fritt mellan varandra. Rinnande vatten är ett praktiskt exempel på flytande form, men också oljor, bensin och mjölk till exempel.
Det rinnande vattnet har gett oss möjligheten till dricksvatten som vår kropp är i behov av. Matspjälkningen behöver det osv. Det har också hjälpt oss att transportera oss, både oss själva men också livsmedel och andra föremål. Vattnet i rinnande form har varit viktig för oss människor. Jordbruket behöver vatten.
Sjötransport och vattenrening
Varför blir inte vattnet varmare än 100 grader?
Gasform
Är ett ämne som befinner sig i ett av de tre aggregationstillstånden. Molekylerna är mycket avlägsna från varandra och de har en mycket hög rörelseenergi. Den har varken en bestämd form eller volym utan den fyller upp hela området som det sätts i. Till exempel vattenånga i luften, det fyller ut hela luften osv. Exempel på gaser är syre, kväve och vattenånga.
Växthusgasen är också en typ av gas- genom att vi har fått förståelse och kunskap kring dess betydelse och dess konsekvenser har vi människor blivit mer medvetna kring våra livsval. Det påverkar våra levnadsvillkor eftersom våra val påverkar jordens framtid. Men det ger oss också såklart en uppvärmning vilket är en förutsättning för vårt liv här på jorden.
Gas har också skapat möjligheter och förutsättningar inom sjukvården, exempelvis syrgas. Brandsläckare innehåller också gaser, koldioxid exempelvis. Luftkonditioneringar.
Varför stiger varmluft?
Temperatur
Ett mått på partiklarnas rörelseenergi. Det är vad som uppfattas som värme och kyla, det finns i olika enheter som exempelvis celsius som baseras på vattnets kok- och fryspunkt. Kelvin och fahrenheit är också enheter.
Vi använder ju oss dagligen av termometrar för att få veta hur temperaturen är. Det är för att veta hur vi ska klä oss och förbereda oss på hur vi ska ta oss an dagen. Behöver vi gå ut och skrapa rutorna eller behöver vi kanske ta med solskydd? Det används också vid matlagning, lätt för oss idag att sätta på ugnen på 200 grader och veta exakt hur länge pommesen ska vara inne exempelvis. Vi kan också mäta temperaturen för att veta när vi kan äta vissa livsmedel, eftersom vissa livsmedel kan innehålla bakterier som vid vissa temperaturer då dör.
element, golvvärme och kamin är användbara för att höja temperaturen i ett hem. Medan kyl, frys och luftkonditioneringar är föremål för att kyla ned temperaturen på olika sätt.
Varför kan man basta i 100 grader men inte bada i kokande vatten? s. 203
Kondensering
En process där ett ämne övergår från gasform till flytande form genom att avge värmeenergi. Det inträffar när gaspartiklarna förlorar tillräckligt med energi, oftast genom att kyla ned dem så att de inte längre har tillräckligt med rörelseenergi för att hålla sig i gasform. När detta händer, förlorar gaspartiklarna sin fria rörlighet och börjar “klibba” ihop sig. De närmar sig varandra och ordnar sig mer ordnat vilket resulterar i bildandet av flytande partiklar. Ett vanligt exempel på kondensering är när vattenånga i luften kyls ner och övergår till flytande form, vilket resulterar i bildandet av vattendroppar som kan ses som moln eller som dagg på en kall yta. Denna process är avgörande för väderfenomen som molnbildning och nederbörd. Tydliga och vanliga exempel från vardagen är kondensering på spegeln när du duschat eller när du tar ut en kall läskburk från kylen.
Genom kondensering har människan utvecklat luftkonditioneringar som kyler inomhusmiljöer. Luften från rummet dras in i konditioneringen och kyls ned av en lägre temperatur vilket gör att gasformen övergår till flytande form. Vattnet rinner bort och den kalla nya luften blåses ut i rummet. Det skapar bättre förutsättningar för bättre livsmiljöer.
Det sker också genom destillation- som är en metod för att separera vätskor från andra ämnen. Först avdunstning för att sedan fånga in det bortkokta vätskan för att kondensera tillbaka till ren vätska.
Används i kylskåp också vilket förlänger hållbarheten hos livsmedel vilket är ett mer hållbart sätt med mat.
Varför blir en kall läskburk blöt när du tar ut den från kylen?
Avdunstning
En process där ett ämne i flytande form övergår till gasform på grund av ökad temperatur och ökad rörelseenergi hos dess partiklar. Ju högre temperaturen är, desto snabbare sker avdunstning. Dessutom kan faktorer som luftfuktighet och ytan av det flytande ämnet påverka hastigheten och omfattningen av avdunstningen. När temperaturen stiger, ökar partiklarnas rörelseenergi. Partiklarna börjar vibrera och röra sig mer energiskt. Om temperaturen fortsätter att öka, kommer partiklarna i det flytande ämnet att få tillräckligt med energi för att bryta de intermolekylära krafterna som håller dem samman i flytande form. När dessa krafter bryts kan partiklarna övervinna attraktionen och röra sig fritt i gasform. De lämnar då den flytande ytan och går över till gasfasen.
Kunskaper om vattnets kretslopp har gett oss förståelse för att vatten aldrig försvinner. Det ger oss en förklaring till många vardagliga fenomen vi möter, när vi kokar pasta på spisen eller varför vattnet i glaset som stått framme länge har minskat i nivå. Det är viktigt inom jordbruket, där utgår de från hur snabbt avdunstningen sker för att bestämma när den nya bevattningen ska ske för att ge bäst förutsättning att det ska gro.
Vi torkar mat, där det avdunstar fuktighet för att förlänga hållbarheten hos livsmedlet. Viktigt för ett hållbart perspektiv på mat och dess produktion.
Processen sker både i torktumlare, torkskåp, diskmaskin och vattenreningsverk bland annat.
Det förklarar också varför aceton känns kallt mot huden.
Kokpunkt
Den specifika temperaturen när ett ämne övergår från flytande form till gasform. Vid
kokpunkten har det flytande ämnet tillräckligt med värmeenergi så att partiklarna börjar omvandlas till gas genom avdunstning.
När ämnet kokar bildas det bubblor av gas från den flytande formen och det kan börja frigöra ånga. Kokpunkten är en karakteristisk egenskap för varje ämne och kan variera beroende på dess kemiska sammansättning och tryckförhållandena. För vatten vid standard atmosfärstryck är kokpunkten 100 grader.
Genom att kunna ha koll på kokpunkterna och ha kunskap om olika ämnens kokpunkter underlättas både vår matlagning och konservering av mat bland annat. Under matlagningen vet vi vilken temperatur vi ska uppnå eller inte uppnå för vårt ändamål. Vi kan använda oss av destillering för att separera vätskor från dåliga bakterier. Under denna process sätts avdunstningen i fokus. Vi kan förlänga hållbarheten hos livsmedlet genom pastörisering och konservering.
Teknik som vi möter i vardagen som sätter kokpunkten i fokus är exempelvis vattenkokare, kaffekokare, spis och strykjärn.
Varför kokar vatten vid 100 grader?
Fryspunkt
Den specifika temperaturen vid vilken ett ämne övergår från flytande form till fast form. Vid fryspunkten har det flytande ämnet förlorat tillräckligt med värmeenergi så att dess partiklar ordnar sig i en mer ordnad och fast struktur.
Precis som kokpunkten är fryspunkten en karakteristisk egenskap för varje ämne och kan variera beroende på ämnets kemiska sammansättning och tryckförhållandena. För vatten vid standard atmosfärstryck är fryspunkten 0 grader.
Genom kunskapen om detta hjälper det oss att anpassa oss efter väderförhållanden eftersom vi vet vattnets fryspunkt. Det förebygger risker i t.ex trafiken med användningen av vägsalt och däckbyte.
Vi kan ha drivmedel i våra bilar eftersom vi vet att de har låg fryspunkt. Vi vet att olika ämnen har olika fryspunkter och utgår från varje ämne specifikt.
Vi möter ishall och frys i vardagen som använder sig av vattnets fryspunkt.
Varför saltar vi vägarna på vintern?
Smältpunkt
Den specifika temperaturen vid vilken ett ämne övergår från fast form till flytande form. Vid smältpunkten absorberar ämnet värmeenergi och smälter till en vätska.
När ett ämne värms upp och når sin smältpunkt, får partiklarna tillräckligt med energi för att övervinna de intermolekylära krafterna som håller dem i den ordnade strukturen av fast form.
Exempelvis är smältpunkten för vatten vid standard atmosfärstryck 0 grader. Vid denna temperatur övergår is till flytande vatten.
Smältpunkten är en karakteristisk egenskap för varje ämne och kan variera beroende på dess kemiska sammansättning och tryckförhållanden.
Absoluta nollpunkt
Den lägsta möjliga temperaturen som teoretiskt kan existera i universum. Vid denna temperatur är all rörelse hos atomer och molekyler i ett ämne nästan helt och hållet avstängd. Temperaturen vid den absoluta nollpunkten är exakt 0 kelvin.
Vid den absoluta nollpunkten är alla atomer och molekyler i ett ämne i deras lägsta möjliga energitillstånd och de rör sig inte längre. Detta innebär att ämnet är helt fritt från värmeenergi och det är omöjligt att sänka temperaturen ytterligare.
Den absoluta nollpunkten är dock en teoretisk gräns, och det är omöjligt att nå den i praktiken även om forskare har kommit mycket nära den i experimentella situationer.
Upptäckten och förståelsen om den absoluta nollpunkten är grundläggande för termodynamikens lagar. Den andra lagen - antyder att det är omöjligt att nå den absoluta nollpunkten i en äkta process. Ger oss också en teoretisk förklaring till varför gaser tenderar att kondensera till vätska vid låga temperaturer. (-273C = 0 K)
Har inte direkt påverkat våra levnadsvillkor då det är ett abstrakt fysikaliskt koncept och inte en praktisk parameter i vår dagliga tillvaro. Dock har vi genom mer kunskap om den möjliggjort skapandet av kraftfulla och känsliga elektroniska komponenter.
Supraledare. Kelvinskalan utgår från den absoluta nollpunkten.
Vad är det kallaste något kan bli? s.382
- lämnar utrymme för att material ska expandera?
- varför lämnar man utrymme när man bygger exempelvis broar eller torn?
Supraledare - material, som bly som leder elektricitet vid låga temperaturer.
Densitet
Ett mått på ämnets täthet, dvs hur mycket det väger per volymenhet. Vatten har en densitet på 1 kg/ liter. Det är som tyngst vid 4 grader, när denna temperaturen nås sjunker det.
Förståelsen av olika material, naturfenomen och tillverkningsprocesser. Framsteg inom områden som materialkunskap, byggnadsteknik och meteorologi.
Material vid val av föremål (ex: byggmaterial, dator, möbler).
Konstruktion av fordon och flygplan, lätta material (låg densitet) föredras för att minska vikt och bränsleförbrukning. Inom byggteknik: isolering. Inom elektronik och datorer: Kretsar. Så liten vikt och storlek som möjligt.
Varför flyter tunga trädstammar, men inte lätta stenar? (s. 56)
Arkimedes princip
Den säger att en kropp som sänks ned i en vätska påverkas av en lyftkraft som är lika stor som den undanträngda vätskans tyngd. Om föremålet tränger undan vatten som väger mer än föremålets egen massa kommer det att flyta. Tränger det undan vatten som väger mindre än föremålets vikt kommer det att sjunka. Föremål med större yta tränger lättare bort vatten och flyter därmed också.
Genom denna kunskap har det gett oss förutsättningar att bygga båtar som är ett verktyg för transport. Konstruktion och arkitektur: broar, dammar, flytkraften av material och strukturer i vattenmiljöer.
Ubåtar, dykdon och båtar/fartyg.
Hur kan båtar av metall flyta på vatten? (s. 58)
Ytspänning
Det finns mer eller mindre hos alla vätskor men är extra stark hos vatten. Ytspänningen upplevs som en seg hinna och uppkommer genom de starka bindningarna mellan vattenmolekylerna. Det finns starka bindningar mellan alla vattenmolekyler. Uppe vid ytan saknas det molekyler på ena sidan, dvs uppe vid ytan. Detta gör att bindningarna till de andra molekylerna som finns omkring blir extra starka vilket leder till att vattenmolekylerna dras neråt. Detta skapar en hinna.
Förståelsen om vattenlevandedjur som går på ytan och vattnets kapillära stigning i växter som påverkar växtlivet. Utforma ytor vid tillverkning av beläggningar, färger och ytbehandlningar.
Inom tryckteknik: massproduktion av utskrifter. Hygien och rengöring. Matlagning (äggvita och bakning). Inom medicin: precision kontroll av små vätskevolymer.
Tvätt- och rengöringsmedel<. tensider som bryter ytspänningen som hjälper till att lösa upp smuts och fett. Ytbehandlningar: ändra ytegenskaper hos ett material.
Konstruktion av båtar och allt annat som kan flyta.
Hur kan knappnålar flyta på vatten? (s. 57)
Kretsloppen och energiflödena
Energi är ett mått på föremålens förmåga att uträtta ett arbete. Utan energi kan ingenting hända och det är först när energin omvandlas mellan olika former som saker börjar hända, dvs ett arbete börjar uträttas.
Det finns en mängd kretslopp på jorden och här sker det olika energiflöden. Energiflödet beskriver hur energin överförs genom näringskedjor bland annat, som alltid startar med en producent. För att förklara detta ytterliggare..
Solens strålningsenergi tillför energi till jorden. Denna energi flödar genom ekosystemen och är grundläggande för allt liv.
Växter fångar solenergi genom fotosyntesen. Solenergin omvandlas till energirika molekyler, som växterna använder som bränsle.
Organismer som konsumerar växter (och andra organismer) får energi genom att bryta ned molekyler i cellandning.
Energin används för olika ändamål, inklusive muskelarbete och ämnesomsättning. Vid användning frigörs energin och omvandlas slutligen till värme.
Värmeenergi strålar kontinuerligt från varma kroppar ut i omgivningen. Över tiden strålar värmeenergin ut i rymden. Värmeenergin som lämnar biosfären är för evigt borta och kan inte återvinnas av organismer.
Förståelsen för kretsloppen och energiflödena har haft en betydande påverkan på människans medvetenhet kring jordens hållbarhet. Återanvändningen av material och energi. Ökat medvetenheten om ekosystemens sårbarhet och att bibehålla balansen för hållbarhet. Minska avfall, bevara naturresurser och samexistens med naturen.
Återvinningssystem, smarta elnät, hållbar arkitektur (byggnader med minimerad miljöpåverkan. Solenergi och vindkraft som genererar förnybar kraft.
Varför blir våra mobiltelefoner och andra elektroniska enheter varma vid användning?
Energiprincipen (termodynamikens första lag + termodynamikens andra lag)
Termodynamikens första lag som bygger på energiprincipen säger att energi varken kan skapas eller förintas utan endast omvandlas till andra former.
Termodynamikens andra lag säger att energin sprider sig. Materien och energin som finns strävar efter hög oordning, dvs hög entropi vilket innebär att energin helt enkelt sprider sig spontant för att undvika eller arbeta mot eventuella skillnader.
Genom kunskapen om detta har tillgängligheten av elektricitet och medicinsk forskning förbättrats. Det ökar medvetenheten om hållbarhet - (energieffektivitet, dvs att man tar vara på den tillgängliga energin på bästa sätt för att undvika att energin går förlorad till annan omvandling.
Energiförbrukning i fordon. Kraftverk och elproduktion (sol- och vindkraft). Elektronik och datorer.
Varför känns det varmare när du öppnar en ugn?
¨Inget försvinner¨ - Energier
Energi kan varken skapas eller förstöras utan bara omvandlas till andra former.
Genom att förstå detta använder vi en effektiv teknologianvändning. Man har en mer hållbar energianvändning för att undvika att energi går förlorad. Utvecklingen av bränsleeffektiva fordon och eldrivna fordon. Hushållsapparater och effektivare elektronik och har minskat energikostnaderna.
Energiomvandling i kraftverk - omvandlar en form av energi till elektricitet och andra former. Energilagring - batteri, pumpkraftverk. Bränsleeffektiva fordon.
Varför finns inga evighetsmaskiner?
Ljudvågor
Vibrationerna skapar ljudvågor (longitudinell våg) som överförs genom medium, t.ex luft.
Avståndet mellan två toppar eller två dalar på en ljudvåg kallas våglängd. Olika våglängder ger olika typer av ljud.
Är ljudvågen kort är frekvensen hög = stort antal svägningar per sekund. Hög frekvens ger hög ton.
- Partiklar gör att vi kan transportera ljud, i rymden är det vakuum alltså kan inte ljud transporteras.
- Högtalare, språk
- Kommunikation; vi kan kommunicera med varandra.
- Varför vibrerar ett papper när du placerar det framför en högtalare som spelar hög musik?
Ljudspektrum
Ljud mäts i enheten Hertz (1 Hertz = 1 svängning/sek). Själva spektrumet är nivåerna av ljud.
Ljud med lägre frekvens än 20 Hz kallas infraljud.
Ljud med högre frekvenser än 20 000 Hz kallas ultraljud.
En normal människohörsel ligger på mellan 20-20.000 Hz medan en hund har cirka 60.000 Hz och en fladdermöss kan ha över 200. 000 Hz. Trots att vi inte kan uppfatta infraljud med vår hörsel, upplever vi detta ofta som obehagligt. Vi kan med andra ord uppleva infraljud med andra sinnesorgan än just hörseln, möjligen med hjälp av tryck- och lägesreceptorer i muskler och senor.
kan förklara varför vi inte kan höra alla ljud
Inom sjukvården - krossa njursten, andningssvårigheter och ultraljud.
Hundvisselpipa. Hörapparater, öronproppar, hörselkåpor, stetoskop
Hur fungerar ett ultraljud?
Eko
Ljudvågor som ljud består av reflekteras mot olika ytor. Hur det absorberas beror på materialet eftersom olika material ger olika slags absorption och därmed olika typer av ljud.
Genom denna kunskap vet man hur man ska planera miljöer för att minska ljudnivån.
Ekolod- fiskefångsten är beroende av ekolod för att härleda vart fisken finns. Ropa i en tunnel.
Varför ekar en tom lägenhet?
Arbete
Arbete är en mängd kraft vi behöver förflytta en viss sträcka. Man uträttar ett arbete för att omsätta en energiform till en annan. T.ex lyfta upp en telefon på telefonen så omvandlas rörelseenergi till lägesenergi.
Mekanikens gyllene regel: ”Det man förlorar i kraft vinner du i sträcka”
Kraft och sträcka är ett mått på hur mycket arbete som har hänt. Fokus på: ”Vad händer med objektet?”
Genom denna kunskap finner vi lösningar som underlättar vår vardag och som också kan vara nödvändiga i vissa situationer. För funktionsnedsatta eller inom bygg.
Rullstolsramp. Lyftkranar. Hjälpmedel för att förflytta föremål. Hiss.
Varför är det lättare att rulla upp för en ramp än att lyfta uppåt? (s.87)
Vridmoment
En krafts förmåga att snurra ett föremål kring en axel. Det handlar om arbete i cirkulära system, sträckan är en hävarm. Vridmoment är när en hävarm vrider sig runt sin egen punkt.
Central vid utformning av maskiner, roterande enheter, verktyg och motorer
Bilar, flygplan och båtar för att generera kraft och rörelse. Maskiner och verktyg drivs av vridmoment
Byggindustrin - utforma stabila och hållbara strukturer ex broar och byggnader
Resa med transportmedel ex bil och flyg
Effektiviserat industrin med maskiner och verktyg
Varför är det lättare att öppna en dörr om du trycker på kanten längst bort från gångjärnen?
Hävstång
Hjälpmedel för att genomföra samma arbete med mindre kraft. Koppling till mekanikens gyllene regeln.. “ Det du vinner i kraft förlorar du iväg och tvärtom. ” När vi använder oss av hävstången så vrider den runt vridpunkten med hjälp av hävarmen.
Det underlättar situationer när vi behöver lyfta grejer, framför allt tunga saker.
Arbetsredskap som exempelvis skiftnyckel, skottkärra. Används inom transport, lastning och lossning. Hushållsredskap: hammare, konservöppnare.
Varför är det lättare att lyfta ett tungt föremål med en lång spak än med en kort?
