Kapittel 4 - Termofysikk Flashcards
Hvilke to modeller veksler vi mellom i termofysikken?
Mikroskopiske og makroskopiske modeller
Hva er makroskopisk modell?
Når vi ser på verden slik vi opplever den. Vi ser alt utenfra og tar ikke hensyn til molekyler og atomer.
Hva er mikroskopisk modell?
Når vi ser på molekyler og atomer, hvordan de oppfører seg og hva slags egenskaper de har. På så smått nivå at man ikke kan se det med øyet
Hva er formelen for trykk, og hvilke forutsetninger må være der for at den skal gjelde?
p = F/A
Der p er trykk, F er kraft og A er areal
Forutsetningene er at kraften F må virke vinkelrett og jevnt fordelt på en flate med areal A.
Hva er enheten for trykk, og symbolet?
Pascal «Pa», symbolet er «p»
Hva er 1 Pascal det samme som? (En annen måte å skrive det på)
1 Pa = 1N/m^2
Hvor kommer ordet gass fra?
Gresk «khaos» som betyr uorden
Hvorfor er det bedre å ligge på en spikermatte enn å stå på den?
Fordi du veier det samme så F er den samme, men når du ligger får du spredt din F(G) over et større areal, slik at Trykket blir lavere.
Hvordan forklarer vi gasstrykk med en mikroskopisk modell?
Vi har gass i en beholder. Molekylene spretter rundt, slår inn i veggene og om hverandre. Da oppstår det et trykk mot veggene.
Hvilke størrelser er vi interessert i når vi skal bruke den makroskopiske modellen?
Trykk, temperatur, tetthet, volum
Hva er det som skiller den mikroskopiske modellen fra den makroskopiske?
I den mikroskopiske modellen ser vi på atomer og molekyler, mens i den makroskopiske modellen er materien kontinuerlig(altså slik vi kan se den med deg blåtte øye)
Trykket fra lufta på et gitt bord er ca 270 000 newton. Dette tilsvarer ca 460 personer med vekt 60kg. Hvorfor knekker ikke bordet sammen?
Trykket er like stort på undersiden, siden lufta (atmosfæren) er over alt.
Hvordan vil du forklare at trykket blir større jo mer luft du pumper inn i slangen på et sykkeldekk?
Fordi luftmolekylene slår oftere bort i veggene på slangen, som skaper trykk
Hva sier termofysikkens nulte lov?
En gjenstand som ikke selv kan regulere sin egen temperatur, vil etterkvart få samme temperatur som omgivelsene
Hvor mange celsius er 0 Kelvin?
-273˚C
Har man klart å komme helt ned til 0 Kelvin igjennom forsøk og teori?
Nei
Hvordan er formelen for omregning av temperatur?
T = t + T0 Absolutt temperatur (T) er lik celsiustemperatur (t) pluss 273 K (T0)
Hva måler vi temperaturforskjeller i? Og hvorfor?
Vi måler det i Kelvin, fordi en temperaturforskjell er like stor uansett om vi måler den i Kelvin eller celsius
Hva sier temperaturmodellen?
Den absolutte temperaturen T for en gass er bestemt av den gjennomsnittlige kinetiske energien til molekylene i gassen
Ek = 3/2kT
Hvor k = 1.38 * 10^-23 J/K (boltzmanns konstant)
Hva er boltzmanns konstant og når bruker vi den?
k = 1.38 *10^-23 J/K
Bruker den i formelen temperaturmodell: Ek = 3/2kT
Hva er sammenhengen mellom celsiustemperatur og absolutt temperatur?
Absoluttemperatur er celsiustemperatur pluss 273 kelvin
Hva er det som bestemmer absolutt temperaturen i en gass?
Den gjennomsnittlige kinetiske energien til molekylene i gassen
Gassene i beholder A og B har samme temperatur. Gassen i A har større molekylmasse enn gassen i B.
Hva kan du si om den gjennomsnittlige kinetiske energien hos molekylene i A og B?
Hva kan du si om gjennomsnittsfarten til molekylene i de to gassene?
De har samme kinetiske energi, siden de har samme temperatur. Molekylene i B har høyere gjennomsnittsfart.
Hva er varme? (Definisjon)
Varme er energi som blir overført fra et system med høy temperatur, til et system med lavere temperatur. Dette skjer på grunn av temperaturforskjellen
Hvilke to hovedkategorier har vi for energioverføring?
Arbeid(W) og varme(Q)
Hva er indre energi?
Den indre energien i et stoff er summen av indre kinetisk energi og indre potensiell energi.
Hva er den indre kinetiske energien knyttet til? Og hva kan den kalles?
Indre kinetisk energi er knyttet til temperaturen. Den kalles termisk energi.
Når temperaturen øker, øker den termiske energien(indre kinetisk energi)
Hva er formelen for indre energi?(termisk energi)
U = Eki + Epi
Du har molekylet N2. Hva er vekten?
N har masse 14. Så 14x2 x u
28 * 1.66 * 10^-27 kg
Hva står Q for?
Varme
Hva er formelen for termofysikkens første lov?
ΔU = W + Q
Ved alle prosesser i et system er forandringen av den indre energien i systemet lik summen av arbeidet som blir utført på systemet, og varmen som blir tilført systemet
I formelen ΔU = W + Q
Når er ΔU positiv?
Når den indre energien U øker
ΔU = W + Q
Når er arbeid W positiv?
Når omgivelsene utfører arbeid på systemet
ΔU = W + Q
Når er Q positiv?
Når systemet mottar varme fra omgivelsene
Hva er en adiabatisk prosess?
Hvis en gass utvider seg eller presses sammen uten at det tilføres varme, er det en adiabatisk prosess. Da er prosessen fullstendig varmeisolert, eller den skjer så fort at det ikke blir tid til noen varmeutveksling.
Hva er formelen som gjelder ved adiabatiske prosesser?
ΔU = W
Fordi Q = 0
Hva er det motsatte av smelting?
Størkning
Hva er det motsatte av fordamping?
Kondensering
Hva skjer når noe smelter eller fordamper?
Den indre potensielle energien øker. Altså krever prosessene energi
Hva skjer når noe størkner eller kondenserer?
Den indre energien avtar, og prosessen avgir energi til omgivelsene.
Hvorfor øker ikke temperaturen når is smelter?
Fordi den energien som blir tilført, går med til å smelte isen, altså skifte tilstandsform. Ikke til å øke temperaturen.
Hva er formelen for spesifikk smeltevarme?
Når varmen(Q) overfører massen(m) av et stoff fra fast form til væske med samme temperatur, er den spesifikke smeltevarmen(q) for stoffet:
q = Q/m
Hva er formelen for spesifikk fordampningsvarme?
Når varmen(Q) overfører massen(m) av et stoff fra væske til damp med samme temperatur, er den spesifikke fordampningsvarmen for stoffet:
q = Q/m
Hvordan blir termofysikkens første lov når det er snakk om smelting? Hvorfor?
ΔU = Q fordi W = 0, siden det er veldig liten endring i volum, og det da ikke utføres arbeid i noen retninger
Hvordan blir termofysikkens første lov i forbindelse med fordamping?
ΔU = W + Q der W er negativ
Det er fordi ved fordampning utvider vann seg, og dermed utfører den et arbeid på omgivelsene. Økningen i indre energi blir også dermed litt mindre enn den tilførte varmen
Avgir eller mottar is energi når den smelter?
Mottar
Mottar eller avgir vanndamp energi når dampen kondenserer?
Avgir energi
Gassen fra en sprayboks kjennes kald, hvorfor det?
Gassen utvider seg tilnærmet adiabatisk sånn at temperaturen synker
Hvorfor blir en sykkelpumpe varm når du holder foran åpningen og trykker inn stempelet?
Fordi du gjør arbeid på luften i pumpa og da øker temperaturen.
Hva er betingelsen for at en prosess er adiabatisk?
At det ikke er noen varmeoverføring i prosessen. Dermed kjennes feks gassen i en gassbeholder kald ut.
Hva er høyverdig energi?
En energiform er høyverdig når en stor del av energien kan brukes til nyttig arbeid (vannkraft)
Et system som har høyverdig energi, har mer orden i systemet.
(God energikvalitet)
Hva er lavverdig energi?
En energiform er lavverdig dersom bare en liten del av energien kan brukes til nyttig arbeid. (Varme fra vedfyring)
Systemer som har lavverdig energi har mer uorden i systemet
(Dårligere energikvalitet)
Hva sier termofysikkens andre lov?
Når vi bruker energi, synker den totale energikvaliteten
Hvordan er energikvalitet knyttet sammen med mikroskopisk orden og uorden?
Systemer med energiformer som er høyverdig (høy kvalitet) har en stor grad av orden i systemet, mens systemer med lavverdig energi har mer uorden i systemet.
Hvorfor må vi betale for elektrisk energi når energien er bevart?
Fordi elektrisk energi er høyverdig energi, men når vi bruker den omformes den i stor grad til lavverdig energi som i de fleste tilfeller ikke kan brukes på nytt av oss. Dette er blant annet til oppvarming, til lys og elektroniske apparater som «forbruker» energi.
Hva skjer når vi bruker energi? (Mikroskopisk modell)
Mikroskopisk orden går over i uorden
