Zagadnienia na egzamin 2016/2017

Transkrypt

1 Zagadnienia na egzamin 2016/2017 Egzamin będzie obejmował: - 8 pytań/problemów wymagających krótkiego, kilkuzdaniowego omówienia istoty zagadnienia (część I poniżej) - 2 zagadnienia obejmujące: wyprowadzenie wzoru prezentowane na wykładzie (część II) i/lub zadanie rachunkowe przerabiane na wykładzie lub sygnalizowane do przerobienia na ćwiczeniach (mogą pojawić się inne dane lub pytanie może dotyczyć innej wielkości) (część III) I. Treść wykładu: 1. Atomistyczna wizja świata a. starożytność b. prawa stałych stosunków c. teoria materii Daltona d. prawo Avogadro e. prawa gazowe f. równanie Clapeyrona 2. Współczesna wizja atomu i cząsteczki a. budowa i podstawowe własności atomu b. atom, pierwiastek, izotop, molekuła c. istota wiązań chemicznych, potencjał Lennarda-Jonesa 3. Formy występowania materii a. oddziaływania międzymolekularne, polaryzacja b. podstawowe cechy stanów skupienia materii, modele idealizowane c. stan skupienia a faza 4. Sposoby określania ilość materii stosowane fizyce drobinowej i termodynamice a. definicja liczby Avogadro b. gramocząsteczka, mol, itp., c. liczba atomowa i masa atomowa d. gęstość materii 5. Naprężenia i odkształcenia a. działanie sił na ciała materialne (punkt materialny, bryła sztywna, ciało rzeczywiste) b. naprężenia istota, rodzaje, sposób opisu, tensor naprężeń c. odkształcenia istota, rodzaje, sposób opisu, tensor odkształceń d. naprężenie a odkształcenie, prawo Hooke'a, e. moduły odkształceń, relacje między nimi 6. Statyka płynów a. prawo Pascala b. ciśnienie hydrostatyczne c. prawo Archimedesa 7. Hydrodynamika cieczy nielepkich a. równanie ciągłości, b. równanie Eulera - wyprowadzenie i dyskusja szczególnych przypadków c. równanie Bernoulliego

2 d. wiry e. przyrządy, mechanizmy i zjawiska tłumaczone przez hydrodynamikę (pompy, paradoks hydrodynamiczny, siła nośna, efekt Magnusa, itp.) 8. Ciecze lepkie a. lepkość b. równanie Naviera-Stokesa c. przepływ laminarny i burzliwy, liczba Reynoldsa d. napięcie powierzchniowe e. przyleganie, menisk, włosowatość 9. Ruchy molekularne i zderzenia w gazach a. ruchy Browna b. zderzenia molekularne droga i czas swobodne, statystyka zderzeń 10. Kinetycznej teoria gazów a. założenia kinetycznej teorii gazów b. molekularna teoria ciśnienia c. równanie Clapeyrona d. równanie van der Waalsa e. rozkłady Maxwella-Boltzmanna f. rozkład Maxwella g. wzór barometryczny h. rozkład Boltzmanna i. stopnie swobody j. zasada ekwipartycji energii k. energia wewnętrzna gazu doskonałego i ciał rzeczywistych 11. Podstawowe pojęcia termodynamiki a. układ termodynamiczny b. parametry termodynamiczne c. stan układu d. funkcja stanu e. proces termodynamiczny f. stan równowagi termodynamicznej g. 0 ZT 12. Ciepło i temperatura a. ciepło a stan równowagi b. kalorymetria c. ciepło właściwe, ciepło utajone, interpretacja molekularna d. pierwsza zasada termodynamiki i. równoważność ciepła i pracy ii. różne sformułowania 1 ZT, ich równoważność iii. cechy wspólne i różne, relacje miedzy energią wewnętrzną, ciepłem i pracą iv. różniczka zupełna a funkcja stanu v. różne formy pracy e. ciepło właściwe ogólne relacje f. entalpia 13. Temperatura a. różne definicje temperatury

3 b. parametr termometryczny c. sposoby pomiaru temperatury (istota zjawiska fizycznego, budowa przyrządu) i. rozszerzalność liniowa a objętościowa ii. anomalnej rozszerzalności wody iii. zależność temperaturowa przewodnictwa metali i półprzewodników iv. zjawiska termoelektryczne v. promieniowanie termiczne, prawo przesunięć Wiena vi. termometr gazowy d. punkty termometryczne e. skale temperatur, jednostki, definicja jednostki temperatury w układzie SI 14. Gaz doskonały a. różne definicje b. doświadczenie Gay-Lussaca c. energia wewnętrzna gazu doskonałego d. ciepło właściwe i. zależność Mayera ii. teoria kinetyczna iii. odchylania dla substancji rzeczywistych 15. Druga zasada termodynamiki a. istota 2 ZT b. różne sformułowania 2 ZT i ich równoważność c. proces cykliczny d. maszyna cieplna i. silnik i chłodziarka ii. sprawność i skuteczność e. przykłady silników cieplnych maszyny parowe, silniki benzynowe i Diesla f. twierdzenia Carnota g. bezwzględna skala temperatur 16. Entropia a. definicja i sens fizyczny entropii b. równanie Gibbsa c. temperatura i ciśnienie termodynamiczne d. 2 ZT a entropia e. potencjał chemiczny f. rodzaje równowagi g. hipoteza Nernsta h. 3 ZT 17. Przemiany fazowe a. substancja jednorodna, stan skupienia, faza (relacje, przykłady) b. współistnienie faz i. równowaga faz, ii. powierzchnia rozdziału, punkt potrójny iii. przemiana fazowa, c. przemiany I i II rodzaju (definicje, przykłady) d. modele gazów a przemiany fazowe i. gaz doskonały,

4 ii. gaz van der Waalsa iii. reguła Maxwella 18. Zjawiska transportu a. istota procesów transportu, stany nierównowagowe b. dyfuzja, prawa Ficka, c. transport ciepła - sposoby przekazywania ciepła d. przewodnictwo cieplne, prawa Fouriera e. promieniowanie termiczne i. istota i własności ii. model gazu fotonowego, ciśnienie radiacyjne iii. prawo Stefana-Boltzmanna iv. ciało doskonale czarne v. bilans energii promienistej ciała 19. Fizyka kwantowa a. hipoteza Plancka dotycząca promieniowania ciała doskonale czarnego b. efekt fotoelektryczny i. istota problemu ii. nieskuteczność wytłumaczenia klasycznego iii. teoria Einsteina c. efekt Comptona d. fizyka atomu i. widma pierwiastków, serie widmowe, wzór Rutherforda ii. model atomu Rutherforda iii. model Bohra iv. doświadczenie Francka-Hertza e. dualizm falowo-korpuskularny i. hipoteza de Broglie a ii. doświadczenie Sterna-Gerlacha iii. doświadczenie Davissona-Germera f. stany energetyczne atomu, cząsteczki, ciała stałego g. kwantowa natura świata 20. Fizyka jądra atomowego i cząstek elementarnych a. pierwiastek chemiczny, jądro atomowe, nuklid, nukleon b. oddziaływania jądrowe i. energia wiązania, ii. defekt masy iii. warunki syntezy i rozszczepienia jąder c. rozpad promieniotwórczy jąder i. statystyczny charakter rozpadu ii. rozpad iii. rozpad iv. datowanie d. cząstki elementarne e. oddziaływania fundamentalne

5 III Wyprowadzenia wzorów: 1. Związek miedzy odkształceniem liniowym a objętościowym 2. Związek miedzy modułami Younga i Kirchhoffa 3. Równowaga hydrostatyczna w polu potencjalnym (np. grawitacyjnym) 4. Równanie ciągłości dla przepływu płynu 5. Równanie Eulera 6. Równanie Bernoulliego z równania Eulera 7. Równanie Naviera-Stokesa 8. Wzór Poiseuille'a 9. Ciśnienie pod zakrzywioną powierzchnią płynu 10. Równanie gazu doskonałego w kinetycznej teorii gazów 11. Równanie gazu rzeczywistego w teoria van der Waalsa 12. Rozkłady prawdopodobieństwa a. Maxwella-Boltzmanna b. Maxwella c. Boltzmanna 13. Wzór barometryczny 14. Pomiar temperatury w termometrze gazowym 15. Ogólne wzory: C_V jako pochodna U i C_p jako pochodna H 16. Ogólna relacja między C_x i C_V oraz między C_x i C_p 17. C_p i C_V dla gazu doskonałego (zależność Mayera) 18. Równoważność różnych sformułowań II ZT 19. Równanie i nierówność Clausiusa 20. Równanie i nierówność Gibbsa 21. Cykl Carnota a entropia 22. Uzasadnienie zasady wzrostu entropii 23. Równoważność temperatury termodynamicznej i gazu doskonałego 24. Reguła Maxwella dla przejścia gaz-ciecz 25. I i II prawo Ficka 26. I i II prawo Fouriera 27. Ciśnienie radiacyjne 28. Wzór Comptona 29. Promień i energia n-tej orbity atomu Bohra 30. Statystyka rozpadu promieniotwórczego

6 II Zadania: 1. Oddziaływanie dwóch dipoli elektrycznych w dużych odległościach 2. Moment skręcający pręta o przekroju kołowym 3. Równanie Bernoulliego z zasady zachowania energii 4. Prędkości maksymalna, średnia, średnia kwadratowa w rozkładzie Maxwella 5. Separacja gazów wraz z wysokością 6. Podstawowe typy przemian gazu doskonałego równania krzywych, wykresy 7. Ciepło właściwe molekuł wieloatomowych 8. U, W, Q, S w przemianach gazu doskonałego 9. Praca, ciepło, sprawność cyklu złożonego z przemian izobarycznych, izochorycznych, izotermicznych i adiabatycznych dla gazu doskonałego 10. Sprawność cyklu Carnota, Otto, Diesla dla gazu doskonałego 11. Zmiana entropii przy ogrzewaniu lub chłodzeniu 12. Zmiana entropii w przemianach fazowych 13. Entropia a cykl Carnota 14. Entropia gazu doskonałego 15. Entropia w dośw. Gay-Lussaca 16. Równoważność temperatury termodynamicznej i temperatury w 0 ZT 17. Bilans energii promienistej ciała w obecności otoczenia o danej temperaturze 18. Zależność temperatury powierzchni Ziemi od temperatury Słońca 19. Energia uwalniana w rozpadzie