Definicja (?) energii

Podobne dokumenty
Synteza jądrowa (fuzja) FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ

Ewolucja w układach podwójnych

Od Wielkiego Wybuchu do Gór Izerskich. Tomasz Mrozek Instytut Astronomiczny UWr Zakład Fizyki Słońca CBK PAN

I etap ewolucji :od ciągu głównego do olbrzyma

Tworzenie protonów neutronów oraz jąder atomowych

Następnie powstały trwały izotop - azot-14 - reaguje z trzecim protonem, przekształcając się w nietrwały tlen-15:

Podstawy Fizyki Jądrowej

Życie rodzi się gdy gwiazdy umierają

Wykres Herzsprunga-Russela (H-R) Reakcje termojądrowe - B.Kamys 1

Sens życia według gwiazd. dr Tomasz Mrozek Instytut Astronomiczny Uniwersytet Wrocławski

Diagram Hertzsprunga Russela. Barwa gwiazdy a jasność bezwzględna

Budowa i ewolucja gwiazd I. Skale czasowe Równania budowy wewnętrznej Modele Diagram H-R Ewolucja gwiazd

Liceum dla Dorosłych semestr 1 FIZYKA MAŁGORZATA OLĘDZKA

Fizyka 3. Konsultacje: p. 329, Mechatronika

Promieniowanie jonizujące

Budowa i ewolucja gwiazd I. Skale czasowe Równania budowy wewnętrznej Modele Diagram H-R Ewolucja gwiazd

SPIS TREŚCI ««*» ( # * *»»

Wykłady z Geochemii Ogólnej

Plan Zajęć. Ćwiczenia rachunkowe

Ewolucja Wszechświata Wykład 8

Teoria Wielkiego Wybuchu FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ

Fizyka współczesna. Jądro atomowe podstawy Odkrycie jądra atomowego: 1911, Rutherford Rozpraszanie cząstek alfa na cienkich warstwach metalu

Teoria ewolucji gwiazd (najpiękniejsza z teorii) dr Tomasz Mrozek Instytut Astronomiczny Uniwersytetu Wrocławskiego

Treści nauczania (program rozszerzony)- 25 spotkań po 4 godziny lekcyjne

Energetyka jądrowa. Energetyka jądrowa

Oddziaływanie podstawowe rodzaj oddziaływania występującego w przyrodzie i nie dającego sprowadzić się do innych oddziaływań.

Elementy Fizyki Jądrowej. Wykład 11 Pochodzenie pierwiastków

Kwantowe własności promieniowania, ciało doskonale czarne, zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne.

ISBN Redaktor merytoryczny: Jadwiga Salach. Redaktor inicjujący: Anna Warchoł, Barbara Sagnowska

BUDOWA I EWOLUCJA GWIAZD. Jadwiga Daszyńska-Daszkiewicz

Wstęp do astrofizyki I

GWIAZDY SUPERNOWEJ. WSZYSTKO WE WSZECHŚWIECIE WIECIE PODLEGA ZMIANOM GWIAZDY RÓWNIER. WNIEś. PRZECHODZĄ ONE : FAZĘ NARODZIN, WIEK DOJRZAŁY,

NUKLEOGENEZA. Barbara Becker

Analiza spektralna widma gwiezdnego

Podstawy fizyki subatomowej. 3 kwietnia 2019 r.

FIZYKA IV etap edukacyjny zakres podstawowy

Reakcje syntezy lekkich jąder

Gwiazdy neutronowe. Michał Bejger,

2008/2009. Seweryn Kowalski IVp IF pok.424

Materia i jej powstanie Wykłady z chemii Jan Drzymała

Porównanie statystyk. ~1/(e x -1) ~e -x ~1/(e x +1) x=( - )/kt. - potencjał chemiczny

Spis treści. Tom 1 Przedmowa do wydania polskiego 13. Przedmowa 15. Wstęp 19

Własności jąder w stanie podstawowym

KONKURS Z FIZYKI I ASTRONOMII. Fuzja jądrowa. dla uczniów gimnazjum i uczniów klas I i II szkół ponadgimnazjalnych

FIZYKA KLASA I LO LICEUM OGÓLNOKSZTAŁCĄCEGO wymagania edukacyjne

Ewolucja pod gwiazdami

I. Poziom: poziom rozszerzony (nowa formuła)

FIZYKA III MEL Fizyka jądrowa i cząstek elementarnych

ELEMENTY GEOFIZYKI. Atmosfera W. D. ebski

Reaktor jądrowy. Schemat. Podstawy fizyki jądrowej - B.Kamys

Uniwersytet Mikołaja Kopernika Toruń 6 XII 2013 W POSZUKIWANIU ŚLADÓW NASZYCH PRAPOCZĄTKÓW

fizyka w zakresie podstawowym

Fizyka kwantowa (4 pkt) Korzystając z wykresu oblicz (w dżulach) pracę wyjścia elektronów z katody fotokomórki.

Wszechświat cząstek elementarnych WYKŁAD 5

FIZYKA Podręcznik: Fizyka i astronomia dla każdego pod red. Barbary Sagnowskiej, wyd. ZamKor.

Akrecja przypadek sferyczny

Energetyka Jądrowa. Wykład 28 lutego Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów

Modele atomu wodoru. Modele atomu wodoru Thomson'a Rutherford'a Bohr'a

FIZYKA III MEL Fizyka jądrowa i cząstek elementarnych

NARODZINY I ŚMIERĆ GWIAZDY

Spełnienie wymagań poziomu oznacza, że uczeń ponadto:

Tak określił mechanikę kwantową laureat nagrody Nobla Ryszard Feynman ( ) mechanika kwantowa opisuje naturę w sposób prawdziwy, jako absurd.

Dział: 7. Światło i jego rola w przyrodzie.

ZADANIA MATURALNE Z FIZYKI I ASTRONOMII

Metody rezonansowe. Magnetyczny rezonans jądrowy Magnetometr protonowy

A - liczba nukleonów w jądrze (protonów i neutronów razem) Z liczba protonów A-Z liczba neutronów

Program zajęć wyrównawczych z fizyki dla studentów Kierunku Biotechnologia w ramach projektu "Era inżyniera - pewna lokata na przyszłość"

Matura z fizyki i astronomii 2012

PROJEKT KOSMOLOGIA PROJEKT KOSMOLOGIA. Aleksander Gendarz Mateusz Łukasik Paweł Stolorz

Plan realizacji materiału z fizyki.

Fizyka 1 Wróbel Wojciech. w poprzednim odcinku

Warunki uzyskania oceny wyższej niż przewidywana ocena końcowa.

Fizyka 2. Janusz Andrzejewski

Energia gwiazd Hans Bethe

Autorzy: Zbigniew Kąkol, Piotr Morawski

Stałe : h=6, Js h= 4, eVs 1eV= J nie zależy

WYMAGANIA EDUKACYJNE NIEZBĘDNE DO UZYSKANIA POSZCZEGÓLNYCH OCEN ŚRÓROCZNYCH I ROCZNYCH FIZYKA - ZAKRES PODSTAWOWY KLASA I

CHEMIA LEKCJA 1. Budowa atomu, Izotopy Promieniotwórczość naturalna i sztuczna. Model atomu Bohra

Wykład 1 i 2. Termodynamika klasyczna, gaz doskonały

Początek XX wieku. Dualizm korpuskularno - falowy

FALOWA I KWANTOWA HASŁO :. 1 F O T O N 2 Ś W I A T Ł O 3 E A I N S T E I N 4 D Ł U G O Ś C I 5 E N E R G I A 6 P L A N C K A 7 E L E K T R O N

TREŚCI NAUCZANIA. Poszukuje informacji nt. odnawialnych i nieodnawialnych źródeł energii energii jądrowej, omawia deficyt masy w reakcjach jądrowych

Promieniowanie jonizujące i metody radioizotopowe. dr Marcin Lipowczan

Kurs przygotowawczy NOWA MATURA FIZYKA I ASTRONOMIA POZIOM ROZSZERZONY

Wykład FIZYKA I. 5. Energia, praca, moc. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Układ Słoneczny. Powstanie Układu Słonecznego. Dysk protoplanetarny

Astrofizyka teoretyczna II. Równanie stanu materii gęstej

SPRAWDZIAN NR 1. wodoru. Strzałki przedstawiają przejścia pomiędzy poziomami. Każde z tych przejść powoduje emisję fotonu.

fizyka w zakresie podstawowym

Oddziaływania fundamentalne

Maszyny cieplne substancja robocza

Podstawowe własności jąder atomowych

doświadczenie Rutheforda Jądro atomowe składa się z nuklonów: neutronów (obojętnych elektrycznie) i protonów (posiadających ładunek dodatni +e)

Opis założonych osiągnięć ucznia Fizyka zakres podstawowy:

Teoria pasmowa ciał stałych Zastosowanie półprzewodników

Szczegółowe wymagania edukacyjne z fizyki do nowej podstawy programowej.

Właściwości chemiczne i fizyczne pierwiastków powtarzają się w pewnym cyklu (zebrane w grupy 2, 8, 8, 18, 18, 32 pierwiastków).

XLI Zjazd Fizykow Polskich, Lublin Seabrook, New Hampshire, USA

EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII

Transkrypt:

Plan wykładu

Energia jest wieczną rozkoszą. Definicja (?) energii William Blake (1757 1827), poeta Chociaż nie potrafimy podać ogólnej definicji energii, zasada zachowania energii prosto wskazuje, że jest coś co pozostaje stałe... i co możemy nazwać energią. Henry Poincare (1854-1912), fizyk,matematyk Jest ważne uprzytomnić sobie, że we współczesnej fizyce nie wiemy czym jest energia. Richard Feynman (1918 1988), fizyk Skalarna wielkość fizyczna ściśle spełniająca prawo zachowania, która pozwala mierzyć jedną (czyli taką samą) miarą różne postacie ruchu i oddziaływania.

Rodzaje energii Różne procesy fiz. Różne rodzaje oddziaływań Różne rodzaje (formy) energii Przykład ruch nukleonów + oddziaływania energia wewnętrzna jądra atomowego = energia jądrowa

Pomiar poszczególnych rodzajów energii (przykłady) mgh mv 2 Energia kinetyczna (E k ) 2 I 2 Iω 2 Energia potencjalna (E p ) kx 2 Energia wewnętrzna (U) 2 mc 2 1 v 1 c q 1 q 4πε 2 2 2 o 1 r ΔB= (Zm p + Nm n m j )c 2 ΔU = nc v ΔT [energia wiązania nukleonów w jądrze atomu] [zmiana e.w. gazu dosk. w przemianie izochor.]

Zasada zachowania energii I. Zasada zachowania energii mechanicznej E = E + E = m k p II.Ogólna zasada zachowania energii ΔE k +ΔE p +ΔU = 0 const III.Zasada zachowania energii w termodynamice Q = Δ U + W IV.Zasada zachowania energii w fizyce relatywistycznej E = mc 2 + E k = mc 2 v 1 c 2 2

Uwagi o jakości energii jakość 1J energii mech. > jakości 1J energii chem. paliw kopalnych Porównanie mocy wyjściowej : P(hydro) x (równoważnik p.k.) = P (h) x 1 η śr. (elektrowni prac. na p.k.)

Bilans przepływu energii dla Ziemi (1)

Bilans przepływu energii dla Ziemi (2)

Bilans przepływu energii dla Ziemi (3) Uwaga: użyta jednostka mocy 1 PW = 10 15 W

Źródła energii na Ziemi żródło źródło postać energii udział(%) moc moc (PW) słońce energia jądrowa wnętrza Ziemi energia pływów morskich promieniowanie 99,978 174 elektromagnet. ciepło 0,02 0,03 energia mechaniczna 15 1 PW= 10 W 15 0,002 0,003

Podział fizyczny docierającej do Ziemi energii słonecznej Proces fizyczny Udział (%) Skutki absorpcja promieniowania 42 utrzymywanie średniej temp. Ziemii i atmosfery odbicie 34 energia utracona parowanie wody 23 deszcze konwekcja 1 wiatry i prądy morskie fotosynteza 0,06 źródło życia roślin,zwierząt i ludzi, paliwa kopalne

Obliczanie mocy promieniowania słonecznego na Ziemi

Oddziaływanie promieniowania słonecznego z atmosferą i widmo promieniowania ΔI = W W Iss I pz = (1353 1111) = 242m 2 2 m m

Uwagi o bilansie energii w układzie Ziemiakosmos Warunek równowagi energetycznej (moc pr. padającego-pr.odbite) = moc pr.emitowanego z powierzchni Ziemi

Niebezpieczeństwo zachwiania równowagi energetycznej

Źródło energii słonecznej (1)

Źródło energii słonecznej (2)

Źródło energii słonecznej (3) 3.Czy jest możliwa fuzja protonów w jądrze Słońca w ujęciu fizyki klasycznej?

Źródło energii słonecznej (4)

Źródło energii słonecznej (5) 6. Kwantowy opis reakcji syntezy jądrowej proton-proton

Konwersja energii w centrum Słońca

Transport energii wewnątrz Słońca Uwagi o transporcie energii z wnętrza Słońca do jego warstwy zewnętrz. generacja fotonów w centrum rozpraszanie i pochłanianie ponowne wypromieniowanie (akty wielokrotne)

Transport energii wewnątrz Słońca (c.d.)

Uwagi o gwiazdach jako źródła energii w kosmosie (1) 1. Jak powstają gwiazdy ( np. takie jak Słońce )? FORMA ODDZIAŁYWANIE obłok materii międzygwiezdnej grawitacyjne grawitacyjne kurczenie się grawitacja i wzrost ciś.wew. powstanie protogwiazdy wzrost temp. rdzenia kosztem energii grawitacji powstanie gwiazdy dalszy wzrost temp. i początek syntezy jądrowej gwiazda w stanie równowagi równowaga graw. i ciś.wew.

Uwagi o gwiazdach...(2) 2. Co dzieje się z energią podczas powstawania gwiazdy? Dlaczego podczas kurczenia się obłoku materii międzygwiezdnej rośnie temperatura wnętrza? ( dlaczego? ) energia kinetyczna cząstek pyłu gwiezdnego Teoria wirialna Założenie : Cząstki pyłu gwiezdnego wirują wokół kurczącego się obłoku. Analogia : Podobnie jak w atomie wodoru (wg. Bohra) siła kulombowska jest odpowiedzialna za wirowanie elektronu wokół jądra, tak siła grawitacji jest odpowiedzialna za wirowanie cz. pyłu gwiezdnego wokół kurczącego się obłoku.

Uwagi o gwiazdach...(3) e. kinetyczna e. potencjalna Atom wodoru Wirująca cz.pyłu gw. e. całkowita Wnioski : 1. Gdy to oraz 2. Jeżeli obłok się kurczy, energia maleje. Połowa spadku wartości tej energii idzie na wzrost energii kinetycznej ( pozostała połowa zostaje wypromieniowana - zależność Maxwella-Botzmanna ) 3. Ponieważ ( gdzie N całkowita liczba wirujących cząstek ), w miarę kurczenia się obłoku rośnie jego temperatura

Uwagi o gwiazdach...(4) 3. Ewolucja gwiazd ( na przykładzie Słońca ) a) diagram Hertzsprunga Russella ( H-R )

Uwagi o gwiazdach...(5) b) jasność, barwa i czas życia gwiazd JASNOŚĆ CZAS ŻYCIA BARWA gwiazdy określa temperaturę jej powierzchni Wniosek : Gwiazdy o dużej masie żyją krócej (szybsza synteza H He ) c) prawdopodobna ewolucja Słońca ( czas życia 10 miliardów lat ) 1. Zakończenie cyklu spalania H w rdzeniu Słońca 2. Powstanie rdzenia helowego 3. Rozpoczęcie spalania wodoru w cienkiej otoczce wokół rdzenia 4. Początek rozszerzania się Słońca i wzrostu jego jasności. Gwiazda schodzi z ciągu głównego i staje się podolbrzymem

Uwagi o gwiazdach...(6) c) prawdopodobna ewolucja Słońca (c.d.) 5. Dalsze zwiększenie rozmiarów. Stopniowe ochłodzenie i wzrost jasności 6. Słońce wchodzi w fazę czerwonego olbrzyma 7. Po spaleniu wodoru następuje zapłon helu 8. Stopniowe wypełnianie rdzenia produktami spalania helu : tlenem i węglem 9. Początek spalania helu w otoczce rdzenia. Pierwsze eksplozje. 10. Eksplozje rozproszenie otoczki helowej i wyrzucenie dużej ilości materii w przestrzeń 11. Obnażenie małego, niezwykle gorącego jądra węglowo-tlenowego. Silne promieniowanie niebieskie i ultrafioletowe 12. Świecenie odrzuconej na zewnątrz materii (mgławicy planetarnej) 13. Powolne stygnięcie. Biały karzeł.stopniowa zmiana barwy ku czerwieni

Różnorodność gwiazd (1) a) Osobliwości gwiazd ciągu głównego

a) Białe karły Różnorodność gwiazd (2)

Różnorodność gwiazd (2a) i) Opis kwantowy (nierelatywistyczny) : ii) Relatywistyczny opis kwantowy :

Różnorodność gwiazd (2b)

Różnorodność gwiazd (3) c) Gwiazdy neutronowe i czarne dziury Jako białe karły umierają gwiazdy o początkowej masie 8M > M > 0,08M Jaki jest los gwiazd cięższych, o masach M > 8 M? Schemat prawdopodobnych zachowań :

Różnorodność gwiazd (4) Gwiazdy neutronowe (c.d.) Skąd biorą się neutrony w rdzeniu gwiazdy neutronowej? Niektóre własności fizyczne gwiazd neutronowych

d) Pulsary Różnorodność gwiazd (5)

1.Podstawy fizyczne Energia mechaniczna (1) e.k. ruchu postępowego e.k. ruchu obrotowego energia mechaniczna = e. kinetyczna + e. potencjalna e.p. grawitacji e.p. sprężystości

Energia mechaniczna (2) 2. Mechanizmy konwersji energii mechanicznej I. Konwersja energii mechanicznej na elektryczną (z wykorzystaniem zjawiska indukcji elektromagnetycznej)

Energia mechaniczna (3) Konwersja... (c.d.) Wniosek: P = P generator sam niczego nie wytwarza, jego rola 1 ogranicza się do zamiany energii mechanicznej na energię elektryczną

3. Model generatora Energia mechaniczna (4)

Energia mechaniczna (5) II. Konwersja energii kinetycznej elektronu na energię fotonu 1. Powstawanie promieni X

Energia mechaniczna (6) 2. Widmo promieniowania rentgenowskiego

Energia mechaniczna (7) III. Konwersja energii mechanicznej na energię wewnętrzną (zjawisko tarcia)

Konwersja energii chemicznej na ciepło proces spalania (1) 1. Skąd bierze się energia chemiczna? i) energia potencjalna drobiny ( e. wiązania chemicznego )

Konwersja energii chemicznej na ciepło (2) ii) energia reakcji chemicznej

Konwersja energii chemicznej na ciepło (3)

Konwersja energii chemicznej na ciepło (4)

Konwersja energii chemicznej na energię elektryczną (1) 1. Powstawanie SEM między elektrolitem a metalem (elektrodą) 2. Schemat ogniwa

Konwersja energii chemicznej na elektr. (2) 3. Ogniwo Westona 4. Reakcje w ogniwie Westona

Energia elektryczna (1) 1.Konwersja energii elektrycznej na ciepło A. Energia rozproszona w oporze elektrycznym (ciepło Joule`a Lenza)

Energia elektryczna (3) 2. Konwersja energii elektrycznej na mechaniczną (silnik pr. stałego)

Energia elektryczna (2) B. Zjawisko Peltiera (termoelektryczne chłodzenie i grzanie)

Energia elektryczna (2a)

Moment sił magnetycznych Energia elektryczna (4)

Energia elektryczna (5) Konwersja energii w silniku elektrycznym

Energia elektryczna (6)

Konwersja energii elektrycznej na światło (na przykładzie zjawiska luminescencji)

Luminescencja (c.d.)

Elektroluminescencja (1)

Elektroluminescencja (2)

Diody elektroluminescencyjne (1) Nieorganiczne diody luminescencyjne (LED)

LED (c.d.) Diody EL (2)

Organiczne diody elektroluminescencyjne (OLED) Diody dwu i trójwarstwowe

OLED (2)

OLED (3)

OLED i PLED

Przykłady zastosowań

Zastosowania (c.d.)