Termodynamikk ΔU = Q - W. 1. Hovedsetning = Energibevarelse: (endring indre energi) = (varme inn) (arbeid utført)

Like dokumenter
Arbeid og energi. Energibevaring.

Flervalgsoppgave. Kollisjoner. Kap. 6. Arbeid og energi. Energibevaring. Konstant-akselerasjonslikninger REP

Flervalgsoppgave. Arbeid og energi. Energibevaring. Kollisjoner REP Konstant-akselerasjonslikninger. Vi har sett på:

Termisk fysikk består av:

Folkevandringstelling

Arbeid og energi. Energibevaring.

Kap Termisk fysikk (varmelære, termodynamikk)

T L) = H λ A T H., λ = varmeledningsevnen og A er stavens tverrsnitt-areal. eks. λ Al = 205 W/m K

Løsningsforslag til ukeoppgave 7

Kretsprosesser. 2. hovedsetning

Kretsprosesser. 2. hovedsetning

Kretsprosesser. 2. hovedsetning

KJ1042 Øving 3: Varme, arbeid og termodynamikkens første lov

Reversible prosesser: Termisk likevekt under hele prosessen Langsomt og kontrollert. [H&S] Kap.11. (1. hovedsetning.) Kretsprosesser.

Eksempler og oppgaver 9. Termodynamikkens betydning 17

A 252 kg B 287 kg C 322 kg D 357 kg E 392 kg. Velg ett alternativ

KJ1042 Øving 5: Entalpi og entropi

Kretsprosesser. 2. hovedsetning

EKSAMEN I EMNE TFY4125 FYSIKK

Oppsummering - Kap. 5 Termodynamikkens 2. Lov

Faglig kontakt under eksamen: Navn: Anne Borg Tlf BOKMÅL. EKSAMEN I EMNE TFY4115 Fysikk Elektronikk og Teknisk kybernetikk

Institutt for fysikk. Eksamensoppgave i TFY4106 Fysikk

DET TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE FAKULTET

Løysingsframlegg TFY 4104 Fysikk Kontinuasjonseksamen august 2010

Eksamen TFY4165 Termisk fysikk kl august 2018 Nynorsk

TFY4104/TFY4115 Fysikk Eksamen 6. desember Lsningsforslag Oppgave 1 { 25 Mekanikk

TFY4106 Fysikk Eksamen 17. august V=V = 3 r=r ) V = 3V r=r ' 0:15 cm 3. = m=v 5 = 7:86 g=cm 3

EKSAMEN I FAG SIF 4002 FYSIKK Mandag 7. mai 2001 Tid: Sensur: Uke 22

TFY4165/FY august 2014 Side 1 av 11

SIO 1027 Termodynamikk I Noen formler og uttrykk som er viktige, samt noen stikkord fra de forskjellige kapitler,, Versjon 25/

Figur 1: Isoterm ekspansjon. For en gitt temperatur T endrer trykket seg langs den viste kurven.

- Kinetisk og potensiell energi Kinetisk energi: Bevegelses energi. Kinetiske energi er avhengig av masse og fart. E kin = ½ mv 2

Løysingsframlegg kontinuasjonseksamen TFY 4104 Fysikk august 2011

9) Mhp CM er τ = 0 i selve støtet, slik at kula glir uten å rulle i starten. Dermed må friksjonskraften f virke mot venstre, og figur A blir riktig.

EKSAMEN I FY1005 og TFY4165 TERMISK FYSIKK: LØSNINGSFORSLAG

EKSAMEN I FY1005 og TFY4165 TERMISK FYSIKK: LØSNINGSFORSLAG

Eksamensoppgave i TFY4115 FYSIKK

Språkform: Bokmål Navn: Truls Gundersen, Energi og Prosessteknikk Tlf.: (direkte) / (mobil) / (sekretær)

Løsningsforslag til ukeoppgave 6

Løsningsforslag til øving 10

EKSAMEN I FY1005 og TFY4165 TERMISK FYSIKK: LØSNINGSFORSLAG

Språkform: Bokmål Navn: Truls Gundersen, Energi og Prosessteknikk Tlf.: (direkte) / (mobil) / (sekretær)

Eksamen FY1005/TFY4165 Termisk fysikk kl torsdag 6. juni 2013

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN TEP 4120 TERMODYNAMIKK 1 Tirsdag 9. desember 2008 Tid: kl. 09:00-13:00

Løsningsforslag eksamen TFY desember 2010.

Arbeid = kraft vei hvor kraft = masse akselerasjon. Hvis kraften F er konstant og virker i samme retning som forflytningen (θ = 0) får vi:

Institutt for fysikk. Eksamensoppgave i TFY4106 Fysikk

Repetisjonsoppgaver kapittel 5 løsningsforslag

Eksamensoppgave i TFY4115 FYSIKK

Eksamen TFY 4104 Fysikk Hausten 2009

Retningen til Spontane Prosesser. Prosessers Retning

Til slutt skal vi se på termodynamikkens 2. hovedsetning, som gir retningslinjer for hvilken vei prosesser kan gå.

Løysingsframlegg TFY 4104 Fysikk Hausten 2009

KJ1042 Grunnleggende termodynamikk med laboratorium. Eksamen vår 2011 Løsninger

A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5

Eksamen TFY4165 Termisk fysikk kl torsdag 15. desember 2016 Bokmål

EKSAMEN i TFY4115 FYSIKK

Eksamensoppgave i TFY4115 FYSIKK

Kap. 6+7 Arbeid og energi. Energibevaring.

Løsningsforslag til midtveiseksamen i FYS1001, 26/3 2019

Løsningsforslag: Kontinuasjonseksamen TFY4115, august 2008

EKSAMENSOPPGAVE. Eksamen i:kje-1005 Termodynamikk og kinetikk Dato: Torsdag 05. juni 2014 Tid: Kl 09:00 14:00 Sted: Teorifagbygget, hus 1, plan 2

Retningen til Spontane Prosesser

Fysikkk. Støvneng Tlf.: 45. Andreas Eksamensdato: Rottmann, boksen 1 12) Dato. Sign

Løsningsforslag til øving 6

Eksamen FY1005/TFY4165 Termisk fysikk kl mandag 12. august 2013

Språkform: Bokmål Navn: Truls Gundersen, Energi og Prosessteknikk Tlf.: (direkte) / (mobil) / (sekretær)

Oppgave 1 V 1 V 4 V 2 V 3

Institutt for fysikk. Eksamen i TFY4106 FYSIKK Torsdag 6. august :00 13:00

Kap. 1 Fysiske størrelser og enheter

EKSAMEN I EMNE TFY4125 FYSIKK

Språkform: Bokmål Navn: Truls Gundersen, Energi og Prosessteknikk Tlf.: (direkte) / (mobil) / (sekretær)

Side 1 av 10 NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET (NTNU) - TRONDHEIM INSTITUTT FOR ENERGI OG PROSESSTEKNIKK

Løsningsforslag til eksamen i TFY4230 STATISTISK FYSIKK Tirsdag 9. aug 2011

FORELESNING I TERMODYNAMIKK ONSDAG Tema for forelesningen var studiet av noen viktige reversible prosesser som involverer ideelle gasser.

Newtons 3.lov. Kraft og motkraft. Kap. 4+5: Newtons lover. kap Hvor er luftmotstanden F f størst? F f lik i begge!!

gass Faglig kontakt under eksamen/fagleg kontakt under eksamen: Professor Edd A.Blekkan, tlf.:

r+r TFY4115 Fysikk Eksamenstrening: Løsningsforslag

UNIVERSITETET I OSLO

Varmeledning, Eks. 1. Strøm i serie. Varmetransport (Y&F , L&H&L , H&S 13) I = I 1 = I 2! I 2 I 1. Q=Q j =Q s!

Side 1/12 KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE TFY FYSIKK. Torsdag 6. august 2009 Tid:

Stivt legeme, reeksjonssymmetri mhp rotasjonsaksen: L = L b + L s = R CM M V + I 0!

EKSAMENSOPPGAVE. Fagnr: FO 443A Dato: Antall oppgaver:

SAMMENDRAG AV FORELESNING I TERMODYNAMIKK ONSDAG

TFY4115 Fysikk Eksamen 6. desember 2018 { 6 sider

Eksamensoppgave i TFY4115 FYSIKK

Varmepumpe. Institutt for fysikk, NTNU, N-7491 Trondheim, Norge

Damp-prosessen / Rankine Cycle. Allerede de gamle Grekere...

Eksamensoppgave i TFY4115 FYSIKK

Breivika Tromsø maritime skole

Eksamen TFY4165 Termisk fysikk kl mandag 7. august 2017 Bokmål

Varmetransport (Y&F , L&H&L ) 2. hovedsetning: Varme fra varmt til kaldt legeme (og fra varm til kald del av et legeme)

Faglig kontakt under eksamen: Navn: Truls Gundersen, Energi og Prosessteknikk Tlf.: (direkte) / (mobil) / (sekretær)

Eksamensoppgave i TFY4115 FYSIKK

Eksamen i fag SIF 4002 FYSIKK mandag 3. mai 2001 Løsningsskisse

Last ned Termodynamikk for høgskole og universitet - Øyvind G. Grøn. Last ned

Last ned Termodynamikk for høgskole og universitet - Øyvind G. Grøn. Last ned

EKSAMENSOPPGAVE I FYS-2001

Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

2. Termodynamikkens lover Termodynamikkens 1. lov Energiutveksling i form av varme og arbeid Trykk-volum arbeid

Transkript:

Termodynamikk 1. Hovedsetning = Energibevarelse: ΔU = Q - W (endring indre energi) = (varme inn) (arbeid utført) 2. Hovedsetning = Mulige prosesser: Varme kan ikke strømme fra kaldt til varmt legeme

Prosesser i tilstandsflata 1 2 1 6 3 2 5 4 Y&F Figure 18.27

Termodynamiske kretsprosesser Reversible prosesser: Alltid likevekt Irreversible prosesser: Ikke likevekt. Varmekraftmaskiner Virkningsgrad η = W/Q H. Carnotmaskin η C = 1 - T L /T H Kjølemaskiner η K = Q L / W Varmepumper η V = Q H / W 2. hovedsetning: Det er umulig at varme strømmer fra kaldt til varmt å overføre varme 100% til arbeid å senke entropien i et lukket system Entropi er en tilstandsfunksjon, def: ΔS = dq rev /T

Entropi Entropi er en tilstandsfunksjon, def: ΔS = dq rev /T S øker når varme tilføres S «produseres» ved irreversible prosesser S øker for universet, følge av: 2. hovedsetning: Det er umulig at varme strømmer fra kaldt til varmt å overføre varme 100% til arbeid å senke entropien i et lukket system

Kinetisk teori. Oppsummering Ideell gasslov + trykk pga. kollisjoner (Newton 2) gir: Indre energi = middelverdi av kinetisk translasjonsenergi: Enatomige molekyler, kun translasjonsenergi: U = W k (trans) = N (1/2) m <v 2 > = N 3 k B T / 2 Frihetsgrader: n f = 3 Toatomige molekyler, translasjonsenergi + rotasjonsenergi: U = W k (trans) + W k (rot) = N 5 k B T / 2 Frihetsgrader: n f = 5 Varmekapasiteter ideell gass Konstant volum: n C V = ΔU/ΔT, C V = n f R/2 Konstant trykk: n C p = (ΔU + p Δ V)/ΔT, C p = (n f +2) R/2 Adiabatiske prosesser: pv γ = konstant under prosessen, med γ = C p /C V

Eksamen TFY4115 des 2011, opg. 3 Oppgave Snittresultat Vektlegging (totalt 30) 3a 65 % 5 3b 79 % 8 3c 64 % 5 3d 84 % 7 3e 52 % 5

Eksamen des 2016. Statistikk (prosent riktig). 1. Flervalgs. Mekanikk: Termisk: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 61 95 32 44 52 79 32 82 75 58 86 63 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 52 78 86 85 57 52 79 61 65 42 65 78 Mekanikk: 2a 2b 2c 96 71 66 3a 3b 3c 3d 80 76 77 56 Termisk: 4a 4b 4c 4d 5 94 80 62 68 42 Gjennomgå oppgaver markert rødt (dårligst besvarte) Karakterskala: F E D C B A 0 - - - - - 40 41 52 53 64 65-76 77-88 89-100

Eksamen TFY4115 des 2016, opg. 1 Flervalgs - de dårligst besvarte: Avgitte svar: Rett svar Oppgave 1-3 32 % 1-4 44 % 1-5 52 % 1-7 32 % 1-10 58 % 1-13 52 % 1-17 57 % 1-18 52 % 1-20 61 % 1-22 42 % 1-23 65 % Snittresultat Mekanikk Termisk Opg: 3 4 5 7 10 13 17 18 20 22 23 A 65 2 17 12 9 1 116 22 130 95 9 B 23 98 115 53 21 38 10 7 45 9 27 C 29 111 5 17 18 113 18 27 7 92 144 D 42 4 12 13 21 44 3 12 5 1 17 E 29 4 61 58 126 6 18 108 1 14 12 blank 39 8 17 74 32 25 62 51 39 16 18 Sum 227 227 227 227 227 227 227 227 227 227 227 Snittres. % 32 44 52 32 58 52 57 52 61 42 65

Y&F Figure 18.26

Eksamen des 2016. Statistikk (prosent riktig). 1. Flervalgs. Mekanikk: Termisk: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 61 95 32 44 52 79 32 82 75 58 86 63 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 52 78 86 85 57 52 79 61 65 42 65 78 Mekanikk: 2a 2b 2c 96 71 66 3a 3b 3c 3d 80 76 77 56 Termisk: 4a 4b 4c 4d 5 94 80 62 68 42 Gjennomgå oppgaver markert rødt (dårligst besvarte) Karakterskala: F E D C B A 0 - - - - - 40 41 52 53 64 65-76 77-88 89-100

p Prosesskurver i pv og i TS-diagram: T isobar isoterm isokor isoterm: p α V -1 isentrop (adiabat): p α V -γ V isentrop isokor: T α exp(s/nc V ) isobar: T α exp(s/nc p ) S S(T,p=konst) = S 0 +nc p lnt/t 0 (1C)

Eksamen des 2015. Statistikk (prosent riktig). 1. Flervalgs. Mekanikk: Termisk: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 90 79 89 78 82 87 69 78 45 52 36 63 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 87 54 51 32 73 88 62 47 72 74 61 55 Mekanikk: 2a 2b 2c 96 82 84 3a 3b 3c 3d 72 65 58 27 Termisk: 4a 4b 4c 4d 4e 83 73 49 52 66 Gjennomgå oppgaver markert rødt (dårligst besvarte) Karakterskala: F E D C B A 0 - - - - - 40 41 52 53 64 65-76 77-88 89-100

Eksamen TFY4115 des 2015, opg. 1 Flervalgs - de dårligst besvarte: Avgitte svar: Rett svar Oppgave 1-9 45 % 1-10 52 % 1-11 36 % 1-14 54 % 1-15 51 % 1-16 32 % 1-20 47 % 1-23 61 % 1-24 55 % Snittresultat Mekanikk Termisk Opg: 9 10 11 14 15 16 20 23 24 A 43 20 73 11 36 67 18 3 31 B 85 39 43 72 108 65 16 4 5 C 4 115 54 119 1 25 20 29 1 D 12 13 14 4 39 29 98 125 5 E 3 32 6 3 9 6 34 7 108 blank 78 6 35 16 32 33 39 57 75 Sum 225 225 225 225 225 225 225 225 225 Snittres. % 45 52 36 54 51 32 47 61 55

Eksamen des 2015. Statistikk (prosent riktig). 1. Flervalgs. Mekanikk: Termisk: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 90 79 89 78 82 87 69 78 45 52 36 63 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 87 54 51 32 73 88 62 47 72 74 61 55 Mekanikk: 2a 2b 2c 96 82 84 3a 3b 3c 3d 72 65 58 27 Termisk: 4a 4b 4c 4d 4e 83 73 49 52 66 Gjennomgå oppgaver markert rødt (dårligst besvarte) Karakterskala: F E D C B A 0 - - - - - 40 41 52 53 64 65-76 77-88 89-100

Eksamen des 2014. Statistikk (prosent riktig) 1. Flervalgs. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 29 88 66 39 38 56 27 55 44 80 60 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 47 64 55 77 77 82 77 56 37 60 49 2a 2b 2c 2d 2e 2f 96 85 79 56 50 38 3a 3b 3c 3d 3e 3f 83 89 53 54 67 28 Gjennomgår oppgaver markert rødt (dårligst besvarte) Karakterskala: F E D C B A 0 - - - - - 40 41 52 53 64 65-76 77-88 89-100

Eksamen TFY4115 des 2014, opg. 1 Flervalgs - de dårligst besvarte: Avgitte svar: Rett svar Oppgave 1-1 29 % 1-4 39 % 1-5 38 % 1-7 27 % 1-9 44 % 1-12 47 % 1-20 37 % 1-22 49 % Snittresultat Opg: 1 4 5 7 9 12 20 22 A 13 3 5 43 3 83 34 87 B 58 75 96 15 29 18 67 7 C 15 41 4 52 32 22 27 35 D 50 23 75 26 76 4 13 13 E 61 44 17 12 3 16 22 6 blank 3 14 3 52 57 57 37 52 Sum 200 200 200 200 200 200 200 200 Snittres. 29 % 39 % 38 % 27 % 44 % 47 % 37 % 49 %

Eksamen des 2014. Statistikk (prosent riktig) 1. Flervalgs. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 29 88 66 39 38 56 27 55 44 80 60 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 47 64 55 77 77 82 77 56 37 60 49 2a 2b 2c 2d 2e 2f 96 85 79 56 50 38 3a 3b 3c 3d 3e 3f 83 89 53 54 67 28 Gjennomgår oppgaver markert rødt (dårligst besvarte) Karakterskala: F E D C B A 0 - - - - - 40 41 52 53 64 65-76 77-88 89-100

p Prosesskurver i pv og i TS-diagram: T isobar isoterm isokor isoterm: p α V -1 isentrop (adiabat): p α V -γ V isentrop isokor: T α exp(s/nc V ) isobar: T α exp(s/nc p ) S S(T,p=konst) = S 0 +nc p lnt/t 0 (1C)

Flervalgsoppgaver fra Eks. 2011 (de dårligst besvarte) Σ hor F = 0 Snitt: 32 %

Flervalgsoppgaver fra Eks. 2011 c. For et stivt legeme faller tyngdepunktet og massesenteret sammen dersom A) legemet er i rotasjonslikevekt B) legemet er i translasjonslikevekt C) legemet er både i rotasjonslikevekt og i translasjonslikevekt D) tyngdens akselerasjon er lik over hele legemet E) enhver kraft som kan akselerere legemet er konstant

Flervalgsoppgaver fra Eks. 2011 e. To enatomige gasser, helium og neon, blir blanda i forholdet 2:1 og er i termisk likevekt ved temperaturen T. Molar masse til neon er 5x molar masse til helium. Hvis den midlere kinetiske energien per heliumatom er U, er den midlere kinetiske energien per neonatom lik A) U B) U/2 C) 2U D) 5U E) U/5

Flervalgsoppgaver fra Eks. 2011 g. Ei massiv kule som holder temperatur T stråler ut energi med en rate P (i W = watt). Hvis radius til kula dobles (mens temperaturen holdes konstant) vil P øke med en faktor: A) Forbli uendra B) 2 C) 4 D) 8 E) 16

Flervalgsoppgaver fra Eks. 2011 h. Hvis lufttrykket er lavere enn trippelpunkt-trykket for et visst stoff, kan dette stoffet eksistere (avhengig av temperaturen) A) som væske eller gass, men ikke faststoff B) som væske eller faststoff, men ikke som gass C) som faststoff eller gass, men ikke som væske D) som faststoff, men ikke væske eller gass E) som faststoff, væske eller gass

Eksamen des 2012. Statistikk (prosent riktig) 1. Flervalgs a b c d e f G H I J K 88 23 90 35 61 46 41 34 39 63 23 2a 2b 2c 74 3a 39 3b 37 Gjennomgår oppgaver markert rødt (dårligst besvarte), 55 42 men rekker bare litt av disse. 4a 4b 4c 4d 83 89 53 54

KVASS: Evaluering Oppfordrer alle å respondere på instituttets emneevaluering. Kun få spørsmål, med muligheter for kommentarer. Instituttet sender epost til alle studenter om evalueringen.

A18.5 You have a quantity of ideal gas in a cylinder with rigid walls that prevent the gas from expanding or contracting. If you double the rms speed of molecules in the gas, the gas pressure Kinetisk gassteori E k = ½ m <v 2 > = 3/2 k B T A. increases by a factor of 16. B. increases by a factor of 4. C. increases by a factor of 2. D. increases by a factor of 2 1/2. pv = N/V k B T = N/V 2/3 E k (formelark)

A20.8 You put an ice cube at 0 C inside a large metal box at 70 C. The ice melts and the entropy of the ice increases. Which statement is correct? A. Entropy of the metal box is unchanged; total entropy increases. B. Entropy of the metal box decreases; total entropy decreases. C. Entropy of the metal box decreases; total entropy is unchanged. D. Entropy of the metal box decreases; total entropy increases. E. none of the above Metal box at 70 C Metal box at 40 C Ice at 0 C Liquid water at 40 C Boksen avgir varme og entropi. Siden noe av prosessen er irreversibel, øker total S