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.

ABC

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.

ABC

A megoldás:

Magyarázat:

3.Lehet-e két darab 1 Ω-os ellenállás eredője kisebb, mint 1 Ω?

A) Nem, az eredő 2 Ω.

B) Igen, 0,5 Ω is lehet.

C) Nem, az eredő biztosan nagyobb, mint 1 Ω.

ABC

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) Mindkét esetben ugyanannyi az összteljesítmény.

C) Ha sorba kötjük őket.

ABC

A megoldás:

Magyarázat:

5.Mi történik, ha egy légmagos tekercsbe, melyhez előzőleg árammérőt csatlakoztattunk, gyors mozdulattal betolunk egy rúdmágnest?

A) Az árammérő áramot jelez mindaddig, amíg a mágnes mozog.

B) Az árammérő nem jelez áramot, mert áram csak a rúdmágnesben indukálódik (örvényáram), és azt az árammérő nem méri.

C) Az árammérő nem jelez áramot, mert nem jön létre elektromos tér (mező).

ABC

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 gravitációs erő.

C) A Coulomb-erő.

ABC

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.

ABC

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.

ABC

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) Ugyanakkora.

B) Nagyobb.

C) Kisebb.

ABC

A megoldás:

Magyarázat:

10.Melyik elemből tartalmaz legtöbbet a Nap az alábbiak közül?

A) Hélium.

B) Vas.

C) Hidrogén.

ABC

A megoldás:

Magyarázat:

11.Egy semleges fémtest közelébe töltött részecskét helyezünk. Hat-e elektromos erő a részecskére?

A) Igen, taszítóerő.

B) Nem.

C) Igen, vonzóerő.

ABC

A megoldás:

Magyarázat:

12.Egy szigetelő állványra szerelt üreges fémtest külső felületére belülről szeretnénk töltéseket felvinni. Sikerülhet-e?

A) Igen, a töltések a gömb külső felületére vándorolnak.

B) Részben, a töltések fele-fele arányban eloszlanak a gömb külső és belső felületén.

C) Nem, a töltések a gömb belső felületén maradnak.

ABC

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) 4,5 A.

B) 0,32 A.

C) 3,125 A.

ABC

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 40 W-osnak.

B) A 20 W-osnak.

C) A két izzó ellenállása egyenlő.

ABC

A megoldás:

Magyarázat:

15.Milyen fémből készül az iránytű mutatója?

A) Egyik fele rézből, a másik acélból készül.

B) Rézből készül.

C) Acélból készül.

ABC

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.

ABC

A megoldás:

Magyarázat:

17.Az orvosi diagnosztikában alkalmazott endoszkóp fontos eleme a fényvezető kábel. Milyen elven működik?

A) A fényvezető kábel falán egy tükröző bevonat van.

B) A fényvezető kábelt fényelnyelő réteggel vonják be.

C) A fény a kábel falán teljes visszaverődést szenved.

ABC

A megoldás:

Magyarázat:

18.Egy függőleges falra szerelt síktükörben szeretnénk magunkat tetőtől talpig látni. Legalább mekkora tükörre van szükség?

A) Attól függ, hogy milyen messziről nézzük majd magunkat.

B) A tükör magassága legalább a magasságunk fele legyen.

C) A teljes magasságunkkal megegyező magasságú tükörre van szükség.

ABC

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 távcső sokkal közelebb van a csillagokhoz, ezért azok jobban láthatóak.

B) A távcsövet pontosabban lehet a megfigyelt célra irányítani.

C) A megfigyeléseket nem zavarja a Föld légköre.

ABC

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.

ABC

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 = (ΔQ)/(Δt)`

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.	Az üvegházhatás nagy mértékben hasznos, kis mértékben káros.
2.	A kutyák nyírásának szükségességét tudományos szempontból könnyű megítélni.
3.	A családi házak fűtése az időszakos hőáramlás speciális esete.
4.	A fémek hővezetése jobb, mint az üveg hővezetése.
5.	A hőáram függ a rúd keresztmetszetétől.
6.	A hőáramlásnak két fajtája: a természetes és mesterséges hőáramlás.
7.	A hővezetés latin neve kondukció.
8.	A családi házak fűtése a mesterséges hőáramlás speciális esete.
9.	A hőáram mértékegysége: J/s.
10.	A hősugárzás latin neve radiáció.
11.	Érintkező testek közötti energiaátadást hőátadásnak hívjuk.
12.	A hőáramlás során elektromágnese hullám kibocsátása történik.
13.	A hősugárzás esetén szükség van közvetítő közegre.
14.	A szél kialakulása a természetes hőáramlás speciális esete.
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)
`t_k = (2*20 + 3*30)/(2 + 3) = (40+90)/5 =130/5 =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)

Qle = Qfel
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:

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)

Összefüggések:

Q1 = Q2 + Q3 + Q4
cv*mv*(t1 - tk) = cj*mj*(to - t2) + mj*Lo + cv*mj*(tk - to)

Behelyettesítés:

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

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

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

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

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

---

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:

• kristályos
• amorf

 cseppfolyós:

•  folyadék
• olvadék

 légnemű:

• gőz
• gáz

 plazma (ionizált gázáram):

• technikai plazma
• fizikai plazma

A halmazállapotok jellege a nyomástól és hőmérséklettől függ.
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
 (T_olv = T_fagy)

Olvadáshő = Fagyáshő
 (L_olv = L_fagy)
 `L_(olv) = Q/m`
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!

  `Q_1 = c_(sz)*m_(sz)*Δt_1`

B→C:
    melegítés hatására halmazállapot változás!

    `Q_2 = m*L_o`

C→D:
  melegítés hatására hőmérséklet növekedés!

  `Q_3 = c_f*m_f*Δt_2`

D→E:
    melegítés hatására halmazállapot változás!

    `Q_4 = m*L_f`

E→F:
  melegítés hatására hőmérséklet növekedés!

  `Q_5 = c_g*m_g*Δt_3`

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)

Animáció:

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

Hatásfoka: η = (T1 - T2)/T1

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.