EKSAMEN Emnekode: ITD12011 Emne: Fysikk og kjemi Dato: 4. Mai 2017 Eksamenstid: kl.: 9:00 til kl.: 13:00 Hjelpemidler: 4 sider (A4) (2 ark) med egne notater. Ikke-kommuniserende kalkulator. Gruppebesvarelse, som blir delt ut på eksamensdagen til de som har fått den godkjent Faglærer: Erling Strand Eksamensoppgaven: Oppgavesettet består av tittelside, 3 sider med oppgaver og 4 sider vedlegg, totalt 8 sider. Kontroller at oppgaven er komplett før du begynner å besvare spørsmålene. Oppgavesettet består av 3 oppgaver. Alle spørsmål på oppgavene skal besvares, og alle spørsmål teller likt til eksamen. Sensurdato: 29. Mai 2017 Karakterene er tilgjengelige for studenter på studentweb senest dagen etter oppgitt sensurfrist. Følg instruksjoner gitt på: http://www.hiof.no/index.php?id=7027 Alle utregninger må tas med i besvarelsen! Noen formler finnes i vedlegg. Eksamen i ITD12011 Fysikk og kjemi, 04/05-2017 Side 1 av 8
Oppgave 1 a) Gitt følgende krets: U1 = 5,0 V, R1= 1,0 KΩ (1000 Ω), R2 = 680 Ω og R3 = 1K2 (1200 Ω ). 1) Hvor stor er strømmen I, som går igjennom motstandene? 2) Hvor stor er spenningen U2? 3) Hvor stor er effekten i R3? 4) Hvor stor energi blir utviklet i R3, hvis effekten er på i 1,0 minutt? 5) Anta at all denne energien (i oppgaven over) er varmeenergi Q, Hva blir temperaturen t2 i R3, når effekten er på i 1,0 minutt? Anta at det brukes en motstand R3 som veier m=5,0 g og med en spesifikk varmekapasitet c= 0,24 kj/kg K. Temperaturen i motstanden, før strømmen blir satt på, er t1 = 20,00 ºC b) Gitt følgende krets: Rms verdien av AC-spenningen U1 = 10,0 V, motstandene R1= 2200 Ω (= 2K2), R2 = 1000 Ω, R3 = 500 Ω, R4 = 2000 Ω (= 2 KΩ), R5 = 2500 Ω (= 2K5). 1) Hvor stor er spenningen U2 (rms verdien)? 2) Hvor stor er peak-to-peak verdien av U1 (U1pp)? 3) Hvor stor er effekten i R5? Eksamen i ITD12011 Fysikk og kjemi, 04/05-2017 Side 2 av 8
c) Gitt følgende krets: 1) Utled uttrykket for U2/U1. Under utledningen skal du innføre grensefrekvensen fg, som skal inngå i sluttsvaret? 2) Hva blir uttrykket for grensefrekvensen fg i denne kretsen? Regn også ut hva grensefrekvensen blir i denne kretsen, hvis R1 = 5000 Ω (5,0 KΩ) og C2 = 470 nf (n=10-9 ) 3) Regn ut 20 log10(u2/u1) i figuren over, og tegn resultatet opp på et halvlogaritmisk papir. De skal minimum tegne kurven fra frekvensområdet 0,1 fg til 10 fg. Bruk grensefrekvensen du brukte i oppgaven over. Husk å skrive ditt studentnummer på det halvlogaritmiske papiret! 4) Hva blir uttrykket for fasen mellom U2 og U1 i figuren over? Oppgave 2 a) Anta at du har en ikke-inverterende forsterker, slik som vist i figuren under. Utled uttrykket for forsterkningen U2/U1. b) Du skal lage en temperaturmåler, som måler temperaturen vha et Pt1000 element. Måleområdet er mellom 20,0 C til + 40,0 C. Det skal være et ubalansert system. Utgangen fra temperaturmåleren skal kobles til en ADC, som virker mellom 0,0 V til 5,0 V. 0,0 V ved temperaturen 20,0 C og 5,0 V ved temperaturen + 40,0 C. Du må lage kretstegningen, og beregne alle komponent-verdiene. Målesystemet (temperaturmåleren) skal bestå av sensordelen, forsterkeren og sikkerhetskrets. Du skal altså ikke ha med LP filter denne gangen. Eksamen i ITD12011 Fysikk og kjemi, 04/05-2017 Side 3 av 8
c) Forklar virkemåten for en generator, og fortell hva som påvirker verdien på spenningen ut. Oppgave 3 a) Beskriv oppbyggingen av den periodiske tabellen. Ta også med «hovedgrupper», «sidegrupper» og «rader» i din forklaring. Hva er det som avgjør hvor i den periodiske tabellen et grunnstoff plasseres. b) Hva er formelvekten for C2H5OH (etanol)? c) Hvor stor masse har et mol C2H5OH (etanol)? d) Hvor stor prosentdel O (oksygen) er det i C2H5OH (etanol)? e) Anta at etanol forbrenner. Hvor mye (hvilken masse) CO2 blir dannet hvis 2 mol etanol forbrenner? Gå ut fra denne balanserte reaksjonslikningen: C2H5OH + 3 O2 2 CO2 + 3 H2O f) Anta at du har 1,0 liter etanol som forbrenner, i henhold til reaksjonslikningen over (i forrige punkt). Anta at tettheten til etanol er 0,791 g/cm 3. Hvor mye masse CO2 blir dannet? Angi svaret i g. Eksamen i ITD12011 Fysikk og kjemi, 04/05-2017 Side 4 av 8
VEDLEGG Q=c m Δt hvor Δt= t2-t1 Uind = B l v i C C du dt l A Reluktans: Rm= R r 0 hvor µ0 = 4 π 10-7 H/m, l er lengden, A er arealet og µr er relativ permeabilitet Areal av en sirkel : π r 2 Omkrets av en sirkel: 2 π r Magnetomotorisk spenning eller magnetomotorisk kraft: Fm=N I Magnetisk fluks: F m R m Magnetisk flukstetthet: B A NA= 6,022 10 23 : Avogadros tall Eksamen i ITD12011 Fysikk og kjemi, 04/05-2017 Side 5 av 8
Periodic Table of the elements, Eksamen i ITD12011 Fysikk og kjemi, 04/05-2017 Side 6 av 8
wit h atomic number, element symbol and average atomic mass Eksamen i ITD12011 Fysikk og kjemi, 04/05-2017 Side 7 av 8
Eksamen i ITD12011 Fysikk og kjemi, 04/05-2017 Side 8 av 8