1. A 10. évfolyamos fizika témakörei
ELEKTROSZTATIKA
2. Dörzselektromosság
3. Coulomb-féle erőtörvény
4. Az elektrosztatikus mező jellemzői
5. Elektrosztatikai számolásos feladatok
6. Az elektromos mező munkája, feszültség
7. Elektromos alapjelenségek
8. Kondenzátorok
9. Kondenzátorokra vonatkozó számolásos feladatok
10. Témazáró dolgozat (Elektrosztatika)😃
EGYENÁRAMOK
11. Az elektromos áram
12. Ohm törvénye
13. Generátorok fajtái
14. Ellenállás értéke, teljesítményszámítás
15. Ellenállások kapcsolása
16. Összetett kapcsolások 1
17. Összetett kapcsolások 2
18. Kapcsolók kapcsolása
19. Témazáró dolgozat (Egyenáramok)😃
MÁGNESESSÉG
mágnesek:
20. Mágneses alapjelenségek
21. A mágneses mező jellemzői
22. Erőhatások mágneses mezőben
23. Elektromágneses indukciós jelenségek
24. Kölcsönös és önindukció, tekercsek jellemzői
váltakozó áram:
25. Váltakozó áram létrehozása, jellemzői
26. Teljesítményviszonyok vizsgálata
27. Áramköri elemek
28. Soros RLC-kör
29. Párhuzamos RLC-kör
30. Transzformátorok
31. Témazáró dolgozat (Mágnesesség)😃
REZGÉSEK, HULLÁMOK, HANGTAN
mechanikai rezgések:
32. Rezgések fajtái
33. Harmonikus rezgések
34. Rugóra akasztott test mozgása
35. Ingamozgás
mechanikai hullámok:
36. Hullámok fajtái
37. Hullámtani jelenségek
38. Hangtani alapfogalmak
39. Hangszerek, Doppler-effektus
elektromos rezgések és hullámok:
40. Elektromágneses rezgések
41. Elektromágneses hullámok
42. Témazáró dolgozat (Rezgések, hullámok, hangtan)😃
HŐTAN
hőtani alapok:
43. Hőtani alapfogalmak
44. Hőmérséklet
45. A víz hőtani jellemzői
46. Hőtágulás
47. Hőtágulásos feladatok
48. Gáztörvények
49. Gáztörvényes feladatok
termodinamika:
50. Kinetikus gázelmélet
51. A termodinamika főtételei
52. A főtételek alkalmazása
53. Körfolyamatok
54. Statisztikus fizika
55. Halmazállapot változások
56. Keveréses feladatok
57. Hőterjedés
58. Témazáró dolgozat (Hőtan)😃
Fizika 10.
2019. szeptember 7., szombat
2019. augusztus 28., szerda
58. Témazáró dolgozat (Hőtan)
1. Rész: Tesztfeladatok
Karikázza be a helyes megoldás betűjelét!1.Hogyan tér ki a pozitív töltésű elektroszkóp mutatója, ha fegyverzetéhez negatív töltésű testet közelítünk?
A) Még jobban kitér.
B) Meg sem mozdul.
C) Kevésbé tér ki.
A megoldás:
Magyarázat:
2.Hogyan változtatják meg helyzetüket a negatív töltésű elektroszkóp mutatói, ha az elektroszkóp fegyverzetéhez negatív töltésekkel közelítünk?
A) Meg sem mozdulnak.
B) Összébb záródnak.
C) Még jobban kitérnek.
A megoldás:
Magyarázat:
3.Lehet-e két darab 1 Ω-os ellenállás eredője kisebb, mint 1 Ω?
A) Nem, az eredő 2 Ω.
B) Nem, az eredő biztosan nagyobb, mint 1 Ω.
C) Igen, 0,5 Ω is lehet.
A megoldás:
Magyarázat:
4.Két azonos ellenállást egyszer sorosan, egyszer párhuzamosan kapcsolunk ugyanarra a feszültségforrásra. Melyik esetben lesz nagyobb az ellenálláson felszabaduló összteljesítmény?
A) Ha párhuzamosan kötjük őket.
B) Ha sorba kötjük őket.
C) Mindkét esetben ugyanannyi az összteljesítmény.
A megoldás:
Magyarázat:
5.Mi történik, ha egy légmagos tekercsbe, melyhez előzőleg árammérőt csatlakoztattunk, gyors mozdulattal betolunk egy rúdmágnest?
A) Az árammérő nem jelez áramot, mert nem jön létre elektromos tér (mező).
B) Az árammérő áramot jelez mindaddig, amíg a mágnes mozog.
C) Az árammérő nem jelez áramot, mert áram csak a rúdmágnesben indukálódik (örvényáram), és azt az árammérő nem méri.
A megoldás:
Magyarázat:
6.Milyen erő játszik döntő szerepet abban, hogy a sarki fénynek nevezett jelenség leginkább a Föld északi, illetve déli sarkának közelében jön létre?
A) A Lorentz-erő.
B) A Coulomb-erő.
C) A gravitációs erő.
A megoldás:
Magyarázat:
7.Lehetne-e diavetítőt készíteni úgy, hogy gyűjtőlencse helyett domború tükröt használunk?
A) Nem, mert a domború tükör nem alkot valódi képet.
B) Igen, csak túl nagy távolságra kellene tenni a diaképet a tükörtől.
C) Nem, mert így a vetítővásznon kicsinyített kép jelenne meg.
A megoldás:
Magyarázat:
8.Egy síktükröt pontszerű fényforrással világítunk meg. Mit mondhatunk a fényforrásból kiinduló sugarakról a tükörről való visszaverődés után?
A) Párhuzamosak.
B) Összetartanak.
C) Széttartanak.
A megoldás:
Magyarázat:
9.Ha a Földnek lenne még egy holdja, amelyik nagyobb sugarú pályán keringene, mint a Hold, mekkora lenne a keringési ideje a Holdéhoz képest?
A) Nagyobb.
B) Kisebb.
C) Ugyanakkora.
A megoldás:
Magyarázat:
10.Melyik elemből tartalmaz legtöbbet a Nap az alábbiak közül?
A) Vas.
B) Hélium.
C) Hidrogén.
A megoldás:
Magyarázat:
11.Egy semleges fémtest közelébe töltött részecskét helyezünk. Hat-e elektromos erő a részecskére?
A) Igen, vonzóerő.
B) Igen, taszítóerő.
C) Nem.
A megoldás:
Magyarázat:
12.Egy szigetelő állványra szerelt üreges fémtest külső felületére belülről szeretnénk töltéseket felvinni. Sikerülhet-e?
A) Nem, a töltések a gömb belső felületén maradnak.
B) Részben, a töltések fele-fele arányban eloszlanak a gömb külső és belső felületén.
C) Igen, a töltések a gömb külső felületére vándorolnak.
A megoldás:
Magyarázat:
13.A személyautó első helyzetjelző lámpájának ellenállása 37,5 Ω . Az akkumulátor feszültsége 12 V. Mekkora erősségű áram halad át a lámpán működés közben?
A) 0,32 A.
B) 4,5 A.
C) 3,125 A.
A megoldás:
Magyarázat:
14.230 V-os hálózatra tervezett 20 W-os és 40 W-os izzóink vannak. Melyiknek nagyobb az ellenállása, amikor az izzók üzemi feszültségen működnek?
A) A 20 W-osnak.
B) A két izzó ellenállása egyenlő.
C) A 40 W-osnak.
A megoldás:
Magyarázat:
15.Milyen fémből készül az iránytű mutatója?
A) Acélból készül.
B) Rézből készül.
C) Egyik fele rézből, a másik acélból készül.
A megoldás:
Magyarázat:
16.A ciklotronban a töltött részecskék gyorsítására és körpályán tartására elektromos, illetve mágneses teret alkalmaznak. Melyik tér milyen szerepet játszik?
A) Az elektromos tér segítségével növelik a részecskék mozgási energiáját, a mágneses tér pedig körpályán tartja a részecskéket.
B) A mágneses tér növeli a részecskék mozgási energiáját, az elektromos tér körpályán tartja a részecskéket.
C) Mindkét tér növelheti a részecske mozgási energiáját, és szerepet játszik a részecskék körpályán tartásában.
A megoldás:
Magyarázat:
17.Az orvosi diagnosztikában alkalmazott endoszkóp fontos eleme a fényvezető kábel. Milyen elven működik?
A) A fény a kábel falán teljes visszaverődést szenved.
B) A fényvezető kábel falán egy tükröző bevonat van.
C) A fényvezető kábelt fényelnyelő réteggel vonják be.
A megoldás:
Magyarázat:
18.Egy függőleges falra szerelt síktükörben szeretnénk magunkat tetőtől talpig látni. Legalább mekkora tükörre van szükség?
A) A teljes magasságunkkal megegyező magasságú tükörre van szükség.
B) A tükör magassága legalább a magasságunk fele legyen.
C) Attól függ, hogy milyen messziről nézzük majd magunkat.
A megoldás:
Magyarázat:
19.A mai technika lehetővé teszi, hogy a csillagászati megfigyeléseket Föld körüli pályán keringő távcsővel végezzék. Mi ennek az előnye?
A) A távcsövet pontosabban lehet a megfigyelt célra irányítani.
B) A megfigyeléseket nem zavarja a Föld légköre.
C) A távcső sokkal közelebb van a csillagokhoz, ezért azok jobban láthatóak.
A megoldás:
Magyarázat:
20.Keringhet-e ellipszispályán egy űrállomás a Föld körül?
A) Nem, a Föld körül minden űrállomás körpályán kering.
B) Igen, az ellipszispálya lehetséges.
C) A Föld körül nem, de a Nap körül kialakulhat ellipszispálya.
A megoldás:
Magyarázat:
57. Hőterjedés
1. Hőközlési módok:
A hőátadást a hővezetés speciális esetének tekintjük!
Ennek megfelelően csak 3 féle hőközlésről szokás beszélni:
2. Hővezetés (kondukció)
A hővezetés a hőterjedésnek olyan formája, amikor az anyag részecskéi nem mozdulnak el egyensúlyi helyzetükről makroszkopikus mértékben.A hővezetés intenzitását a hőárammal mérjük.
Jele: H
Hőáramnak nevezzük a rúd keresztmetszetén egységnyi idő alatt átáramló hőmennyiséget.
H=ΔQΔt
A hőáram függ:
- a rúd keresztmetszetétől,
- az anyagi minőségtől,
- a hosszegységre eső hőmérséklet különbségtől.
A rossz hővezető anyagokat hőszigetelőknek nevezzük.
3. Hőáramlás (konvekció)
Hőáramlás során az anyag elmozdul a melegebb tartományból a hidegebb terület felé.Csak folyadékokban és gázokban alakulhat ki.
Hőáramlás fajtái:
- Természetes hőáramlás:
- Gravitációs mezőben jön létre.
- Oka a hőmérséklet különbség hatására bekövetkező sűrűség-különbség.
- Mesterséges hőáramlás:
- Nem szükséges hozzá gravitációs mező.
- Az anyag áramlását valamilyen gép biztosítja.
Hőáramlás kísérleti megvalósítása:
Felhasználása a mindennapi életben:
- Családi házak központi fűtése.
- Családi házak meleg víz ellátása.
- Családi házak légkondicionálása.
- Kémény huzata.
- Hűtőláda működése.
Példák természetes hőáramlásra:
- Szél kialakulása
- Termik: levegő felfele áramlás és felhőképződés
- Parti szelek
- Tengeráramlatok
Feladat:
Következmény:
Elkeveredés (diffuzió):
4. Hősugárzás (radiáció)
Hősugárzás során az energia elektromágneses hullám formájában terjed.A hősugarak terjedéséhez nincs szükség közegre.
nap
T hőmérsékletű A nagyságú felület által 1másodperc alatt kisugárzott hőáram egyenesen arányos:
a felület nagyságával és
a kelvinben kifejezett hőmérséklet negyedik hatványával.
H~A·T4
5. Hőátadás
Hőveszteség:(Ember esetén is megmutatja hol a baj)
Feladatok:
(OFI TK10 203.)1. Az ábrán egy lakóház tetőtere látható.
A tetőtérbe napkollektort építettek.
Tanulmányozzuk az ábrát és magyarázzuk meg, hogyan oldottak meg a helyiségek fűtését!
2. Az ábrán egy lakóház fűtésének tervrajza tanulmányozható.
Magyarázzuk meg, hogyan működik a fűtés!
3. Melyik tüzelőanyaggal lehetett leggazdaságosabban fűteni 2011-ben?
A tűzifa köbmétere 15 000 Ft, a kőszén mázsája 11 500 Ft, a földgáz köbmétere 170 Ft-ba került.
A fa sűrűségét számoljuk 700 kg/ m3-nek, a földgáz sűrűsége 1,1 kg/m3 .
4. Mennyi energiát nyerünk egy darab (30 g) túrórudi elfogyasztásával?
A túrórudi 100 grammjában 9,3 g szénhidrát, 4,4 g fehérje es 5,5 g zsír található.
A megoldást kJ-ban és kcalban is adjuk meg!
Hőterjedés Igaz-hamis teszt:
NÉV: PONT:Azonosító:
Igaz-hamis állítások:
Ssz. | Állítás | Igaz | Hamis | ? |
1. | A hősugárzás esetén szükség van közvetítő közegre. | |||
2. | Az emberi hőtérkép betegségekről egyáltalán nem tudósíthat. | |||
3. | A jó hővezető anyagokat hőszigetelőknek hívjuk. | |||
4. | A családi házak fűtése a mesterséges hőáramlás speciális esete. | |||
5. | Az állandó hőáramláshoz szükséges gravitációs mező és sűrűség-különbség. | |||
6. | Az emberi hőtérkép betegségekről is tudósíthat. | |||
7. | Az üvegházhatást általában speciális üvegházhatású gázok okozzák. | |||
8. | A családi házak fűtése az időszakos hőáramlás speciális esete. | |||
9. | A hővezetés latin neve kondukció. | |||
10. | A szél kialakulása az állandó hőáramlás speciális esete. | |||
11. | A hőáramlás során elektromágnese hullám kibocsátása történik. | |||
12. | A fémek hővezetése rosszabb, mint az üveg hővezetése. | |||
13. | A hőátadás latin neve kondukció. | |||
14. | A hőáramlás szilárd anyagokban is kialakulhat. | |||
15. | A hősugárzás esetén nem szükséges közvetítő közeg. |
56. Keveréses feladatok
1. Feladat:
Összekeverünk 2liter 20°C-os és 3liter 30°C-os vizet.Mekkora lesz a keverék hőmérséklete?
1. megoldás: (átlagolás)
tk=2⋅20+3⋅302+3=40+905=1305=26°C
2. megoldás: (táblázat-készítés)
hőmérsékleti skála:
táblázat:
c(kJ/kg°C) | m(kg) | Δt(°C) | |
1. | 4,2 | 3 | (30-x) |
2. | 4,2 | 2 | (x-20) |
4,2*3*(30 - x) = 4,2*2*(x - 20)
90 - 3x = 2x - 40 |+3x
90 = 5x - 40 |+40
5x = 130 |:5
x = 26°C
2. Feladat:
2,5 liter 35°C-os üdítőben mennyi -10°C-os jeget tegyünk, hogy a keverék hőmérséklete 12°C legyen?Megoldás:
Jelöljük a jég tömegét: mj-vel!
Adatok:
mv = 2,5 kg
t1 = 35°C
tk = 12°C
t2 = -10°C
to = 0°C
cv = 4,2 kJ/(kg*°C)
cj = 2,1 KJ/(kg*°C)
Lo = 333 kJ/kg
Hőtani folyamatok:t1 = 35°C
tk = 12°C
t2 = -10°C
to = 0°C
cv = 4,2 kJ/(kg*°C)
cj = 2,1 KJ/(kg*°C)
Lo = 333 kJ/kg
1. A víz lehül, hőt ad le:
Q1 = cv*mv*(t1 - tk)
2. A jég felmelegszik 0°C-ra.
Q2 = cj*mj*(to - t2)
3. A 0°C-os jég vízzé alakul:
Q3 = mj*Lo
4. A 0°C-os víz tk hőmérsékletű vízzé alakul:
Q4 = cv*mj*(tk - to)
Q1 = cv*mv*(t1 - tk)
2. A jég felmelegszik 0°C-ra.
Q2 = cj*mj*(to - t2)
3. A 0°C-os jég vízzé alakul:
Q3 = mj*Lo
4. A 0°C-os víz tk hőmérsékletű vízzé alakul:
Q4 = cv*mj*(tk - to)
Összefüggések:
Q1 = Q2 + Q3 + Q4
cv*mv*(t1 - tk) = cj*mj*(to - t2) + mj*Lo + cv*mj*(tk - to)
Behelyettesítés:cv*mv*(t1 - tk) = cj*mj*(to - t2) + mj*Lo + cv*mj*(tk - to)
4,2*2,5*(35 - 12) = 2,1*(0 + 10)*mj + 333mj + 4,2*(12 - 0)*mj
241,5 = 21*mj + 333*mj + 50,4*mj
241,5 = 404,4*mj
mj = 0,597kg = 597g
241,5 = 21*mj + 333*mj + 50,4*mj
241,5 = 404,4*mj
mj = 0,597kg = 597g
3. feladat:
4,5 liter 30°C-os üdítőben 0,8kg milyen hőmérsékletű jeget tegyünk, hogy a keverék hőmérséklete 12°C legyen?kérdéses paraméter: t2 =?
megoldás:
cv*mv*(t1 - tk) = cj*mj*(to - t2) + mj*Lo + cv*mj*(tk - to)
behelyettesítés:
4,2*4,5*(30-12) = 2,1*0,8*(0 - t2) + 0,8*333 + 4,2*0,8*(12 - 0)
340,2 = -1,68*t2 + 266,4 + 40,32
340,2 = -1,68*t2 + 306,72
33,48 = -1,68*t2
-19,9°C = t2
cv*mv*(t1 - tk) = cj*mj*(to - t2) + mj*Lo + cv*mj*(tk - to)
behelyettesítés:
4,2*4,5*(30-12) = 2,1*0,8*(0 - t2) + 0,8*333 + 4,2*0,8*(12 - 0)
340,2 = -1,68*t2 + 266,4 + 40,32
340,2 = -1,68*t2 + 306,72
33,48 = -1,68*t2
-19,9°C = t2
F1: 3,2 liter 28°C-os üdítőben 0,5kg milyen hőmérsékletű jeget tegyünk, hogy a keverék hőmérséklete 16°C legyen?
t2 = (4,2*3,2*12 - 0,5*333 - 4,2*0,5*16)/(2,1*0,5) = -36,97°C
4. feladat:
4 liter 33°C-os üdítőben 0,5kg -5°C-os jeget teszünk. Mekkora lesz a közös hőmérséklet?kérdéses paraméter: tk =?
megoldás:
cv*mv*(t1 - tk) = cj*mj*(to - t2) + mj*Lo + cv*mj*(tk - to)
behelyettesítés:
4,2*4*(33 - tk) = 2,1*0,5*(0 +5) + 0,5*333 + 4,2*0,5*(tk - 0)
554,4 -16,8*tk = 5,25 + 166,5 + 2,1*tk - 2,1
384,75 = 18,9*tk
tk = 20,4°C
cv*mv*(t1 - tk) = cj*mj*(to - t2) + mj*Lo + cv*mj*(tk - to)
behelyettesítés:
4,2*4*(33 - tk) = 2,1*0,5*(0 +5) + 0,5*333 + 4,2*0,5*(tk - 0)
554,4 -16,8*tk = 5,25 + 166,5 + 2,1*tk - 2,1
384,75 = 18,9*tk
tk = 20,4°C
5. feladat:
Hány liter 30°C-os üdítőbe tegyünk 0,5kg -15°C-os jeget, hogy a keverék hőmérséklete 8°C-os legyen?kérdéses paraméter: mv =?
megoldás:
cv*mv*(t1 - tk) = cj*mj*(to - t2) + mj*Lo + cv*mj*(tk - to)
behelyettesítés:
4,2*mv*(30 - 8) = 2,1*0,5*(0 +15) + 0,5*333 + 4,2*0,5*(8 - 0)
92,4*mv = 15,75 + 166,5 + 16,8 = 199,05
mv = 2,15kg
cv*mv*(t1 - tk) = cj*mj*(to - t2) + mj*Lo + cv*mj*(tk - to)
behelyettesítés:
4,2*mv*(30 - 8) = 2,1*0,5*(0 +15) + 0,5*333 + 4,2*0,5*(8 - 0)
92,4*mv = 15,75 + 166,5 + 16,8 = 199,05
mv = 2,15kg
F2: Hány liter 28°C-os üdítőbe tegyünk 0,4kg -6°C-os jeget, hogy a keverék hőmérséklete 15°C-os legyen?
mv = (2,1*0,4*6 + 0,4*333 + 4,2*0,4*15)/(4,2*13) = 163,44/54,6 = 2,99kg
6. feladat:
4 liter üdítőbe 0,7kg -11°C-os jeget teszünk, így a közös hőmérséklet 5°C lesz. Mekkora volt az üdítő hőmérséklete?kérdéses paraméter: t1 =?
megoldás:
cv*mv*(t1 - tk) = cj*mj*(to - t2) + mj*Lo + cv*mj*(tk - to)
behelyettesítés:
4,2*4*(t1 - 5) = 2,1*0,7*(0 +11) + 0,7*333 + 4,2*0,7*(5 - 0)
16,8*t1 - 84 = 16,17 + 233,1 +14,7 = 263,97
16,8*t1 = 347,97
t1 = 20,7125°C
cv*mv*(t1 - tk) = cj*mj*(to - t2) + mj*Lo + cv*mj*(tk - to)
behelyettesítés:
4,2*4*(t1 - 5) = 2,1*0,7*(0 +11) + 0,7*333 + 4,2*0,7*(5 - 0)
16,8*t1 - 84 = 16,17 + 233,1 +14,7 = 263,97
16,8*t1 = 347,97
t1 = 20,7125°C
Feladatok:
(OFI TK10 182.)
1. Mennyi 0 °C-os jeget kell beledobni 3 dl 22 °C-os üdítőbe, hogy 8 °C hőmérsékletű italt kapjunk?
Lo=334 k J ; cjég= 2100 J ; cvíz=4200 J .
k g k g 0C k g 0C
2. Egy termoszban 4 kg 12 0C-os jég van. Melegedés közben 2000 kJ hőt vesz fel a környezetéből.
Elolvad-e a jég? Ha elolvad, mekkora lesz a víz hőmérséklete?
Lo=334 k J ; cjég= 2100 J ; cvíz=4200 J .
k g k g 0C k g 0C
3. Mekkora tömegű vizet hűt le 30 0C-ról 12 0C-ra 2 db 30 g-os, 0 0C-os jégkocka?
Lo=334 k J ; cvíz = 4200 J .
k g k g 0C
4. Egy termoszban 1,5 liter 10 0C hőmérsékletű víz van.
Beledobunk 300 g tömegű, 8 0C-os jégdarabot. Mi történik a folyamat során?
Lo=334 k J ; cjég= 2100 J ; cvíz=4200 J .
k g k g 0C k g 0C
5. Mennyi hőt kell közölnünk 380 g, 18 0C-os jéggel,
ha azt szeretnénk, hogy az olvadás után 28 0C-os víz keletkezzen?
6. A 250 g tömegű ólomgolyó szabadon esik, majd rugalmatlanul ütközik a jól szigetelt
asztalhoz. Milyen magasról esett, ha a hőmérséklete 3,5 0C-kal emelkedett? Az összes
J
helyzeti energia 25%-a a környezetet melegítette. Az ólom fajhője 130 kg 0 C .
7. Hogyan lehet a réz fajhőjének ismeretében kiszámítani a mólhőjét?
Vegyünk 1 molt, használjuk fel a hőkapacitás fogalmát!
Feladatok:
(OFI TK10 188.)
1. Hány gramm 100 °C-os vízgőzt kell a 35 °C-os 1,5 dl térfogatú kávéban lecsapatni, hogy
°C-os forró kávét kapjunk?
cvíz=4200 J ; cgőz=1900 J ;Lf=2256 k J ; cjég= 2100 J ; Lo=334 k J
k g 0C k g 0C k g k g 0C k g
2. Mekkora tömegű vizet párologtat el egy 60 kg-os tanuló, hogy testhőmérséklete 0,8 0C-kal csökkenjen?
A megoldásnál vegyük figyelembe, hogy az emberi test nagyrészt vízből áll, és
testhőmérsékleten a víz párolgáshője 2400 kJ . cvíz=4200 J
kg
k g 0C
3. A 8 m x 6 m x 3 m-es terem levegőjének hőmérsékletét 6 0C-kal emeljük gőzfűtéses fűtőtesttel.
A fűtőtestbe vezetett 100 °C-os vízgőz 50 °C-ra hűl le.
A felszabaduló hőmennyiség 30%-a melegíti a levegőt.
Számítsuk ki, mekkora tömegű gőzre van szükség!
k J J k g
Lf=2256 ; cvíz=4200 ; levegő=1,29 .
m 3
0
k g k g C
A levegő állandó nyomáson mért fajhője: 997 J .
k g 0C
4. A 120 g tömegű 80 °C-os vízzel 300 kJ hőmennyiséget közlünk állandó nyomáson, jól szigetelt tartályban.
Mi történik? Ábrázoljuk a folyamatot hőmérséklet-hőmennyiség grafikonon!
5. A desztilláló berendezésbe 3 kg 100 °C-os vízgőzt vezettünk.
A desztillált víz hőmérséklete 35 °C.
Hány kg 15 °C-os hűtővizet használtunk fel, ha az 35 °C-ra melegedett fel?
6. Hány kg 80 °C-os termálvizet kell töltenünk 40 kg 10 °C-os vízhez, ha azt szeretnénk,
hogy a közös hőmérséklet 28 °C legyen?
A környezettel való hőcserétől eltekintünk.
7. A fizikaszakkörön az egyik tanuló 40 g-os rézgolyót melegített gázlánggal.
Az izzó golyót fél liter 18 °C-os vízbe tette. A közös hőmérséklet 20 °C lett.
Mekkora volt a gázláng hőmérséklete?
cvíz=4200J créz=385
8. Kaloriméterben lévő 3 liter 8 °C-os vízbe 355 g tömegű 400 °C-os fémkockát teszünk,
a közös hőmérséklet 17,6 °C lesz. Számítsuk ki a fémkocka fajhőjét!
Keressük meg a Négyjegyű függvénytáblázatokból, milyen fémből készült a kocka!
9. A jól szigetelt tartályban összekeverünk 500 g 100 °C-os alumíniumport és 200 g 20 °C-os vasreszeléket.
Mekkora lesz a közös hőmérséklet?
cAl= 900 J ; cFe= 465 J .
k g 0C k g 0C
10. A kaloriméterben 180 g 25 °C-os víz van. Beletöltünk 80 g 85 °C-os vizet.
A közös hőmérséklet 32 °C lesz. Számítsuk ki a kaloriméter hőkapacitását!
55. Halmazállapot változások
Négyféle halmazállapotot ismerünk:
szilárd:
Ezek változtatásával az egyik halmazállapot átalakulhat egy másfajta halmazállapottá. Ezeket a folyamatokat halmazállapot-változásoknak nevezzük.
1. Olvadás, Fagyás:
Az olvadás fordított folyamata a fagyás.
Olvadáspont = Fagyáspont
(Tolv = Tfagy)
Olvadáshő = Fagyáshő
(Lolv = Lfagy)
Lolv=Qm
ME: J/kg
Fém olvasztás mikrohullámú sütőben:
Miért nem szabad fémtárgyat tenni a mikrohullámú sütőbe?
Túlhűtés:
tiszta folyadék Tfagy alá hűthető, rázkódás hatására Tfagy fölött is megfagy.
2. Párolgás:
Ha a tér nyitott, akkor telített gőz,
ha a tér zárt, akkor pedig telítetlen gőz keletkezik párolgás révén.
A párolgás sebessége függ:
Mire jó ez?
1.
2.
ha fedő van rajta, akkor párolgáshő formájában nem jut ki a hő a rendszerből, hiszen a víz lecsapódik a fedőn és visszacsurog.
3. Forrás:
Amikor a telített gőz nyomása megegyezik külső nyomással, akkor buborékok jelennek meg a folyadék belsejében.
Forráspont: Tf
nyomásfüggő (→ kukta, Himalája)
túlhevítés:
a víz magas nyomáson Tf feletti hőmérsékleten is folyékony halmazállapotú marad.
Forráshő: Lf
4. Lecsapódás:
A lecsapódás a párolgással ellentétes folyamat.
Késleltetése (nyomás növelése / hőmérséklet csökkenése) esetén telített gőz keletkezik.
Lecsapódási hő = Párolgáshő.
a lecsapódást elősegítik: az apró szilárd részecskék (kondenzációs magvak) (pl. szmog),
ezek hiányában: túltelített gőz jön létre.
Jelentősége: eső/hóképződés.
5. Szublimáció és kondenzáció
A szilárd és a gáz halmazállapot közötti átmenetek.
6. Folyamatelemzés:
Hőközlés- hőmérséklet változás kapcsolata:
A→B:
melegítés hatására hőmérséklet növekedés!
Q1=csz⋅msz⋅Δt1
B→C:
melegítés hatására halmazállapot változás!
Q2=m⋅Lo
C→D:
melegítés hatására hőmérséklet növekedés!
Q3=cf⋅mf⋅Δt2
D→E:
melegítés hatására halmazállapot változás!
Q4=m⋅Lf
E→F:
melegítés hatására hőmérséklet növekedés!
Q5=cg⋅mg⋅Δt3
szilárd:
- kristályos
- amorf
- folyadék
- olvadék
- gőz
- gáz
- technikai plazma
- fizikai plazma
Ezek változtatásával az egyik halmazállapot átalakulhat egy másfajta halmazállapottá. Ezeket a folyamatokat halmazállapot-változásoknak nevezzük.
1. Olvadás, Fagyás:
Az olvadás fordított folyamata a fagyás.
Olvadáspont = Fagyáspont
(Tolv = Tfagy)
Olvadáshő = Fagyáshő
(Lolv = Lfagy)
Lolv=Qm
ME: J/kg
Fém olvasztás mikrohullámú sütőben:
Miért nem szabad fémtárgyat tenni a mikrohullámú sütőbe?
Túlhűtés:
tiszta folyadék Tfagy alá hűthető, rázkódás hatására Tfagy fölött is megfagy.
2. Párolgás:
Ha a tér nyitott, akkor telített gőz,
ha a tér zárt, akkor pedig telítetlen gőz keletkezik párolgás révén.
A párolgás sebessége függ:
- A hőmérséklettől
- Az anyagi minőségtől (éter, alkohol jól párolog)
- A felület nagyságától
- A külső tér telítettségétől
Mire jó ez?
1.
2.
ha fedő van rajta, akkor párolgáshő formájában nem jut ki a hő a rendszerből, hiszen a víz lecsapódik a fedőn és visszacsurog.
3. Forrás:
Amikor a telített gőz nyomása megegyezik külső nyomással, akkor buborékok jelennek meg a folyadék belsejében.
Forráspont: Tf
nyomásfüggő (→ kukta, Himalája)
túlhevítés:
a víz magas nyomáson Tf feletti hőmérsékleten is folyékony halmazállapotú marad.
Forráshő: Lf
4. Lecsapódás:
A lecsapódás a párolgással ellentétes folyamat.
Késleltetése (nyomás növelése / hőmérséklet csökkenése) esetén telített gőz keletkezik.
Lecsapódási hő = Párolgáshő.
a lecsapódást elősegítik: az apró szilárd részecskék (kondenzációs magvak) (pl. szmog),
ezek hiányában: túltelített gőz jön létre.
Jelentősége: eső/hóképződés.
5. Szublimáció és kondenzáció
A szilárd és a gáz halmazállapot közötti átmenetek.
6. Folyamatelemzés:
Hőközlés- hőmérséklet változás kapcsolata:
A→B:
melegítés hatására hőmérséklet növekedés!
Q1=csz⋅msz⋅Δt1
B→C:
melegítés hatására halmazállapot változás!
Q2=m⋅Lo
C→D:
melegítés hatására hőmérséklet növekedés!
Q3=cf⋅mf⋅Δt2
D→E:
melegítés hatására halmazállapot változás!
Q4=m⋅Lf
E→F:
melegítés hatására hőmérséklet növekedés!
Q5=cg⋅mg⋅Δt3
54. Statisztikus fizika
Boltzmann-féle klasszikus statisztika alapfeltevései:
- a részecskék egymástól megkülönböztethetők
- a részecskék helye és sebessége meghatározható
- érvényes az ekvipartició tétel (egy részecske egy szabadsági fokára jutó energia: ½ kT)
Makró és mikro állapotok:
N = 4 megkülönböztethető gázrészecske
g = 2 térrész
N = 10, g = 2
Egyensúlyi állapot:
a legtöbb mikroállapotot megvalósító makroállapot
Statisztikus ingadozások:
- véletlenszerű eltérés az egyensúlyi állapottól Pl. sörétzaj
- Brown mozgás
- hőmérséklet ingadozás
- sűrűség ingadozás
53. Körfolyamatok
Körfolyamat esetén a kezdő és a végpont azonos.
Fajtái:
1. Direkt körfolyamat:
Jellemző:
hatásfok:
η = Whasznos/Qfel < 100%
legnagyobb hatásfokú körfolyamat:
Carnot-féle körfolyamat:
A körfolyamat részei:
- Izotermikus tágulás
- Adiabatikus tágulás
- Izotermikus összenyomás
- Adiabatikus összenyomás
2. Indirekt körfolyamat:
Jellemző:
Jósági tényező:
ε = Qle/Whasznosított > 100%
Pl. hűtőgép
A hűtőgépek fajtái:
Kompresszoros:
A leghatékonyabb és a legmegbízhatóbb hűtési mód.
Abszorpciós:
Az abszorpciós hűtőkészülékek hatásfoka rosszabb a kompresszoros hűtőkénél.
Főleg akkor alkalmazzák, ha nincs elektromos áram a használat helyén (pl. lakóautókban), mivel a működtetéséhez csak hő szükséges, ezért működtethető akár gázpalackról is.
3. Hőerőgépek:
A hő mechanikai munkává alakítására szolgáló gépeket hőerőgépeknek nevezzük.
Fajtái:
- Gőzgépek:
- dugattyús
(James Watt: a gőzgép továbbfejlesztője)
- gőzturbina
- Gázgépek:
- belső égésű motorok
- benzines (Otto-motor)
1. ütem: szívás
2. ütem: sűrítés (kompresszió)
3.ütem: terjeszkedés (munkaütem): elektromos szikra gyújtja be gázelegyet
4. ütem: kipufogás
- diesel
Szívás – tiszta levegő beszívása
Sűrítés – levegő sűrítése, amitől az felhevül
Munkavégzés – a sűrített, felhevült levegő a befecskendezett üzemanyagot begyújtja
Kipufogás – az égéstermék távozása
- gázturbinák: a gáz égése térfogatnövekedéssel jár, ez forgatja forgórészt
- gázsugár hajtóművű eszközök: autók, repülők
- rakéta hajtóművek
Feladatok:
(OFI TK10 176.)
1. Az ábrán nitrogéngázzal végzett körfolyamatot láthatunk. A nitrogén állandó térfogaton
mért fajhője 740 k g 0C . Az A pontban a gáz hőmérséklete 340 K.
a) Mekkora a nitrogén hőmérséklete a B és C állapotokban?
b) Mekkora az energiaváltozás a B C folyamatban?
c) Mekkora az A B szakaszon a hőfelvétel?
d) Mekkora és milyen előjelű a munka a C A szakaszon?
2. Az ábrán látható körfolyamatot 1,2 mol neonnal végeztük.
a) Mekkora a gáz hőmérséklete az A, B és C állapotban?
b) Számítsuk ki a körfolyamat termikus hatásfokát!
3. Az ábrán látható körfolyamatban oxigént alkalmaztunk.
Az A állapotban a gáz hőmérséklete 17 0 C.
a) Mekkora hőt vesz fel az oxigén az A B állapotváltozás közben?
b) Mekkora és milyen előjelű a munkavégzés a B C szakaszon?
c) Számítsuk ki a körfolyamat termikus hatásfokát!
Igaz-hamis teszt:
NÉV:Azonosító:
PONT:
Igaz-hamis állítások:
Ssz. | Állítás | Igaz | Hamis | ? |
1. | ||||
2. | ||||
3. | ||||
4. | ||||
5. | ||||
6. | ||||
7. | ||||
8. | ||||
9. | ||||
10. | ||||
11. | ||||
12. | ||||
13. | ||||
14. | ||||
15. |
Feliratkozás:
Bejegyzések (Atom)