Fizyka - Stopień: 5 PDF

Preview

Summary

Download Fizyka - Stopień: 5 PDF

Description

1. Bud. atomu. Jonizacja, jon ujemny, jon dodatni. Atomy - są podstawowymi składnikami materii, a także najmniejszą częścią pierwiastka zachowującą jego właściwości. Pojedynczy atom składa się z jądra, które zawiera dodatnio naładowane protony i obojętne elektrycznie neutrony dzięki czemu całe jądro ma wypadkowy ładunek elektryczny dodatni. W jądrze skupiona jest prawie cała masa atomu (99,9%). Jest ono otoczone przez chmurę elektronową, w której znajdują się ujemnie naładowane elektrony. Liczba elektronów w atomie jest zawsze równa liczbie protonów, więc jest on elektrycznie obojętny. Najprostszy atom wodoru zawiera tylko jeden proton oraz jeden elektron. Rozmiary atomów są rzędu 10-10 m, a masy - rzędu 10-26 kg. Jonizacja - zjawisko powstawania jonu czyli atomu lub cząsteczki która ma niedomiar lub nadmiar elektronów w stosunku do protonów. Przyczyną jonizacji może być zderzenie elektronu atomu z wysokoenergetyczną cząstką alfa, elektronem, protonem, neutronem, fotonem promieniowania rentgenowskiego lub gamma. Minimalna energia, jaką musi mieć cząstka, aby spowodować jonizację, to tzw. energia jonizacji. Jon ujemny (anion) - jon o ładunku ujemnym, posiadający nadmiar elektronów w stosunku do protonów. Jon dodatni (kation) stosunku do elektronów.

jon o ładunku dodatnim , posiadający nadmiar protonów w

2. Budowa metalu. Metal - pierwiastek, który posiada swobodne elektrony w swojej sieci krystalicznej, które odpowiedzialne są za jego właściwości fizyczne jak np. dobre przewodzenie prądu elektrycznego i ciepła. Sieć krystaliczna jest to rodzaj uporządkowania struktury o dużej symetrii. Atomy metali mają dużą skłonność do oddawania elektronów w reakcjach chemicznych i tworzenia jonów dodatnich (kationów).

3. Co to jest prąd elektryczny? Źródło prądu elektrycznego. Natężenie prądu elektrycznego. Praca i moc prądu stałego. Prąd elektryczny jest to ukierunkowany strumień ładunków. W metalach tworzą go elektrony, które poruszają się w polu elektrycznym w obszarze, gdzie istnieje konieczna do wzbudzenia prądu różnica potencjałów czyli napięcie. Prąd elektryczny w przewodnikach płynie od potencjału wyższego do potencjału niższego aby to umożliwić stosujemy źródła prądu czyli urządzenia, które dostarczają energię elektryczną kosztem innych form energii np. chemicznej - ogniwo chemiczne, świetlnej - fotoogniwo, mechanicznej - prądnica.

Natężenie prądu określa ładunek przepływający przez poprzeczny przekrój przewodnika w ciągu jednostki czasu.

– natężenie prądu – ładunek elektryczny – czas Jednostką natężenia prądu jest 1 amper (1 A). Praca prądu elektrycznego Praca prądu elektrycznego w obwodzie prądu stałego jest równa iloczynowi napięcia źródła energii elektrycznej, natężenia prądu przepływającego przez odbiornik oraz czasu przepływu prądu.

Praca prądu elektrycznego wyraża się wzorem:

– praca prądu elektrycznego – napięcie prądu – natężenie prądu – czas Jednostką pracy prądu jest dżul (J) Podczas przepływu prądu elektrycznego przez rezystor, praca prądu zamieniana jest na ciepło. Przy przepływie prądu przez silnik elektryczny praca prądu zamieniana jest na pracę mechaniczną. Moc prądu elektrycznego

Wzór na moc prądu elektrycznego

– moc prądu elektrycznego – napięcie prądu – natężenie prądu Jednostką mocy prądu jest jeden wat: 1 W = 1 V × 1 A

4. Prawo Joula - Lenza.

"Ilość ciepła wydzielanego w czasie przepływu prądu elektrycznego przez przewodnik elektryczny jest wprost proporcjonalna do iloczynu oporu elektrycznego przewodnika, kwadratu natężenia prądu i czasu jego przepływu." Q=RI2t Q- ilość wydzielonego ciepła R- natężenie prądu elektrycznego I- opór elektryczny przewodnika t- czas przepływu prądu Ciepło Joule’a-Lenza to proces polegający na przekazywaniu do otoczenia energii elektrycznej rozproszonej wewnątrz przewodnika wskutek przepływu w nim prądu elektrycznego.

5. Gdzie wykorzystujemy straty ciepła? Ciepło Joule’a-Lenza ma wiele praktycznych zastosowań – wszędzie tam, gdzie głównym celem stosowania obwodu elektrycznego jest podgrzanie wody, powietrza czy innej substancji. Do tej kategorii należą też żarówki, promieniujące światłem widzialnym wskutek podgrzania do odpowiednio wysokiej temperatury oraz promienniki podczerwieni. Ciekawym przykładem wykorzystania ciepła Joule’a-Lenza jest działanie bezpieczników topikowych lub bardziej współczesnej ich wersji – automatycznych bezpieczników termicznych. Bezpiecznik jest włączany w obwód elektryczny szeregowo, na podobieństwo amperomierza. Gdy natężenie prądu płynącego przez bezpiecznik przekroczy zadaną wartość, to przerywa on obwód – w najprostszej wersji ulega stopieniu cienki przewód wewnątrz bezpiecznika. W innych sytuacjach ciepło Joule’a-Lenza jest efektem ubocznym przepływu prądu, na ogół niepożądanym. Energia elektryczna jest wtedy rozpraszana na ogół bezużytecznie. Na dodatek, wydzielane ciepło wymusza czasami instalowanie specjalnych urządzeń chłodzących – tak jest w przypadku urządzeń elektronicznych, np. komputerów.

6. Ciepło właściwe wody Ciepło właściwe jest współczynnikiem określającym skłonność ciała do łatwiejszej lub trudniejszej zmiany temperatury pod wpływem dostarczonej energii cieplnej. Jest ono ściśle związane ze wzorem na ilość energii cieplnej potrzebnej do ogrzania / ochłodzenia ciała. Wzór na ciepło właściwe jest prostym przekształceniem wzoru na tę energię:

Jednostkę ciepła właściwego możemy znaleźć dzieląc jednostkę ciepła (dżul) przez jednostkę masy (kg) i temperatury (K). Czyli:

Wartość tego ciepła dla wody w stanie ciekłym (ok. 4200 j/kg K) Ciepło właściwe lodu, jest około połową ciepła właściwego wody ciekłej (ok 2100 j/kg K). Z kolei ciepło właściwe pary wodnej jest nieznacznie mniejsze od ciepła właściwego lodu (ok 1970 j/kg K).

7. Przepływ ciepła w układzie. Bilans cieplny. Ciepło płynie tylko wtedy, gdy występuje różnica temperatur, w kierunku od temperatury wyższej do temperatury niższej. Ciepło jest formą energii (energią przekazywaną na sposób mikroskopowy), a zatem podlega ono jednemu z najbardziej podstawowych praw fizyki - zasadzie zachowania energii. W myśl tej zasady energia nie zanika bez śladu, a więc i ciepło też nie może nagle ginąć, lub powstawać z niczego podczas jego przemian termodynamicznych. Podstawowe równanie bilansu cieplnego ma postać: Ciepło oddane = Ciepłu pobranemu lub, używając symboli: Qpobr = Qodd Oba ciepła będące składnikami równania są liczone jako dodatnie - tzn. należy tak podstawiać do wzoru składniki ciepła pobranego i oddanego, aby obliczone ciepło miało wartość dodatnią.

8. Jaką rolę spełnia podstawka z korka z drewna? Podstawka taka spełnia rolę izolatora termicznego - korek/drewno posiada małą przewodność cieplną przez co znacznie ogranicza przepływ ciepła z naczynia do podłoża.

9. Para nasycona i nienasycona. P. nasycona - to para, która znajduje się w równowadze termodynamicznej z cieczą, z której powstała. Jeśli temperatura rośnie to rośnie gęstość i ciśnienie pary nasyconej. Przy danym ciśnieniu i temperaturze para nasycona ma największą gęstość w przeciwieństwie do pary nienasyconej - która ma mniejszą gęstość niż para nasycona w danej temperaturze i przy danym ciśnieniu. 10.Parowanie ciepło parowania. Parowanie to zmiana stanu skupienia substancji z ciekłego w gazowy zachodząca w temperaturze niższej od temperatury wrzenia. Polega ona na uwalnianiu się cząsteczek cieczy z jej swobodnej powierzchni. Gdy cząsteczki z tej powierzchni odparują, zaczyna się parowanie z kolejnej warstwy. W ten sposób stopniowo może odparować cała ciecz. Podczas parowania ciecz pobiera ciepło z otoczenia. Ciepło parowania jest to ilość energii potrzebnej do odparowania jednostki masy danej substancji przy stałym ciśnieniu i temperaturze. W układzie SI jednostką ciepła parowania jest J/kg (lub J/mol) Ciecz paruje nawet kiedy jej temperatura jest równa temperaturze otoczenia ponieważ parowanie zachodzi w każdej temperaturze - im wyższa temp. tym po prostu proces parowania zachodzi szybciej. 11. Od czego zależy szybkość parowania? Szybkość parowania zależy od: -powierzchni parowania -rodzaju cieczy -wilgotności powietrza -ilości cieczy -temperatury otoczenia -temperatury cieczy. Pranie szybciej wyschnie w dużym pokoju (niższa prężność pary), przy wyższej temperaturze (szybszy ruch cząstek, więcej energii).

12. Wrzenie Wrzenie jest to parowanie cieczy całą jej objętością. Możemy to określić jako gwałtowny skok tempa procesu parowania. Jest to proces endotermiczny potrzebujący dużo nakładów energii z zewnątrz. By było możliwe zajście zjawiska wrzenia ciśnienie pary nasyconej wewnątrz naczynia musi być przynajmniej równe sumie ciśnienia hydrostatycznego oraz atmosferycznego.

13. Dlaczego organizm się poci ...... Organizm człowieka poci się ponieważ jest to jeden z mechanizmów termoregulacyjnych ciała. Im wyższa jest temperatura otoczenia, tym więcej wydalamy wody, dzięki czemu nasz organizm w naturalny sposób się ochładza. Parujący pot oddaje temperaturę otoczeniu i zapobiega przegrzaniu. Proces pocenia jest ciągły - zmienia się jedynie jego intensywność w zależności od warunków cieplnych ale także indywidualnych uwarunkowań, stanu emocjonalnego, diety, stanu zdrowia. Pot jest wydzieliną gruczołów potowych działających pod wpływem układu nerwowego i w 98% składa się z wody. Pozostałymi składnikami potu są sole mineralne, tłuszcze, mocznik itp. Gruczoły potowe dzielimy na ekrynowe - które mają ujście w naskórku w liczbie 2-5 milionów. A także gruczoły apokrynowe - często związane z ujściem kanału włosa. Najwięcej gruczołów potowych jest zlokalizowanych na dłoniach i stopach....