A megnyúlás utáni végső hosszúság: - az anyagi minőségtől ( - lineáris hőtágulási együttható) l = l0 (1 + T)

Átírás

1 - 1 - FIZIKA - SEGÉDANYAG osztály I. HŐTAN 1. Lineáris és térfogati hőtágulás Alapjelenség: Ha szilárd vagy folyékony halazállapotú anyagot elegítünk, a hossza ill. a térfogata növekszik, hűtés hatására pedig csökken. Kivétel a víz 0-4 ºC között. Lineáris hőtágulásról akkor beszélünk, ha a táguló anyag hosszérete jelentősen eghaladja a többi (szélesség, agasság) éretet. Szilárd anyag (fé) és folyadék lineáris hőtágulása l = l0 T A hosszváltozás ( l) értéke függ: - az anyag kezdeti hosszától (l0) A egnyúlás utáni végső hosszúság: - az anyagi inőségtől ( - lineáris hőtágulási együttható) l = l0 (1 + T) - a hőérsékletváltozás értékétől ( T). A lineáris hőtágulási együttható egutatja, hogy ennyivel változik eg egységnyi (1, 1 c, 1 ) hoszszúságú, adott anyagi inőségű rúd hossza 1 ºC-os hőérsékletváltozás hatására. Pl. Al =, Ha 1 hosszú aluíniu vezeték 1 ºC-kal felelegszik, akkor a hosszúsága C, rel (, rel, azaz 0,04 -rel) növekszik. 1 d = 10-1 ; 1 c = 10 - ; 1 = 10-3 Megjegyzés: Fé esetén a lineáris hőtágulási együtthatót táblázatból kikereshetjük, folyadéknál a térfogati hőtágulási együtthatók táblázatából (β) határozhatjuk eg, βfolyadék = 3 folyadék alapján. Szilárd anyag (fé) és folyadék térfogati hőtágulása = β 0 T A térfogatváltozás ( ) értéke függ: - az anyag kezdeti térfogatától (0) A tágulás utáni végső térfogat: - az anyagi inőségtől (β - térfogati hőtágulási együttható) = 0 (1 + β T) - a hőérsékletváltozás értékétől ( T). A térfogati hőtágulási együttható egutatja, hogy ennyivel változik eg egységnyi (1 3, 1 c 3, 1 d 3, 1 3 ) térfogatú, adott anyagi inőségű folyadék vagy test térfogata 1 ºC-os hőérsékletváltozás hatására. Pl. βaceton = 1, Ha 1 3 térfogatú aceton 1 ºC-kal felelegszik, akkor a térfogata C 1, rel (1,43 d 3 -rel) növekszik. 1 d 3 = ; 1 c 3 = 10-3 d 3 ; 1 3 = 10-3 c 3 Megjegyzés: Folyadék esetén a térfogati hőtágulási együtthatót táblázatból kikereshetjük, szilárd halazállapotú testeknél a lineáris hőtágulási együtthatók táblázatából ( ) határozhatjuk eg, βszilárd = 3 szilárd alapján.. Gázok állapotváltozásai A gáz akkor van egyensúlyi állapotban, ha inden pontjában ugyanakkora a nyoás és a hőérséklet. A gázok viselkedése bonyolultabb. Egy gáz úgy is képes tágulni, hogy közben hőérséklete csökken. Állapotjelzők A nyoás (Megjegyzés: A nyoóerő indig erőleges a nyoott felületre.) - hőérséklet (T) - nyoás (p) - térfogat () - töeg (). p = nyoás Fny = nyoóerő Kiszáítása: Fny Mértékegysége: p A = nyoott felület A N A gáz állapotát (egyensúlyi állapotban) ezek az állapotjelzők egyértelűen eghatározzák, a gáz állapotának változását az állapotjelzők változása utatja. A hőérséklet érésére a Celsius skála helyett az abszolút hőérsékleti skálát (Kelvin skála) használjuk. Hőérsékleti skálák A Celsius skála alappontjai: - a jég olvadáspontja - ezt választjuk 0 ºC-nak - a víz forráspontja - ezt választjuk 100 ºC-nak. A két alappont közötti részt 100 egyenlő darabra osztjuk Ezt nevezzük 1 ºC-nak. Az abszolút hőérsékleti (Kelvin) skála: - alappontja a világegyeteben lehetséges legalacsonyabb hőérséklet - ezt választjuk 0 K-nek. A két skála beosztása egegyezik, 1 ºC hőérsékletváltozásnak 1 K hőérsékletváltozás felel eg. Átváltás: 0 K = 73 ºC, tehát 73 K = 0 ºC vagyis T(ºC) = T(K) 73 ill. T(K) = T(ºC) + 73 Állapotváltozások Az állapotváltozások közben a négy állapotjelző (hőérséklet, nyoás, térfogat, töeg) közül legalább kettő indig egváltozik. Pa

2 IZOBÁR állapotváltozás (izobár = állandó nyoás) - hőérséklet (T) - változik - nyoás (p) - állandó - térfogat () - változik - töeg () - állandó. Ha a hőérsékletet Kelvinben adjuk eg, akkor a két változó ennyiség ( és T) hányadosa állandó (egyenes arányosság van közöttük). Az állapotváltozás során a gáz a (1; T1) állapotjelzőkkel jelleezhető 1. állapotból, a (; T) állapotjelzőkkel jelleezhető. állapotba ent át. Szabály: = állandó 1 Gay-Lussac I. törvénye T T1 T IZOCHOR állapotváltozás (izochor = állandó térfogat) - hőérséklet (T) - változik - nyoás (p) - változik - térfogat () - állandó - töeg () - állandó. Ha a hőérsékletet Kelvinben adjuk eg, akkor a két változó ennyiség (p és T) hányadosa állandó (egyenes arányosság van közöttük). Az állapotváltozás során a gáz a (p1; T1) állapotjelzőkkel jelleezhető 1. állapotból, a (p; T) állapotjelzőkkel jelleezhető. állapotba ent át. p p Szabály: = állandó 1 p Gay-Lussac II. törvénye T T1 T IZOTERM állapotváltozás (izoter = állandó hőérséklet) - hőérséklet (T) - állandó - nyoás (p) - változik - térfogat () - változik - töeg () - állandó. Ha a hőérsékletet Kelvinben adjuk eg, akkor a két változó ennyiség (p és ) szorzata állandó (fordított arányosság van közöttük). Az állapotváltozás során a gáz a (p1; 1) állapotjelzőkkel jelleezhető 1. állapotból, a (p; ) állapotjelzőkkel jelleezhető. állapotba ent át. Szabály: p = állandó p1 1 = p Boyle-Mariotte törvényei Azt a grafikont aelyen az állapotváltozás végighalad, izoterának nevezzük. ÁLTALÁNOS állapotváltozás (A grafikon két izoterát érint. T1 < T) - hőérséklet (T) - változik - nyoás (p) - változik - térfogat () - változik - töeg () - állandó. Ha a hőérsékletet Kelvinben adjuk eg, akkor azt tapasztaljuk, hogy a gáz nyoásának és térfogatának szorzata egyenesen arányos a gáz hőérsékletével, vagyis a (p ) szorzat és a T hőérséklet hányadosa állandó. Az állapotváltozás során a gáz a (p1; 1; T1) állapotjelzőkkel jelleezhető 1. állapotból, a (p; ; T) állapotjelzőkkel jelleezhető. állapotba ent át Szabály: p T = állandó p1 1 T 1 = p T - - FIZIKA - SEGÉDANYAG osztály Egyesített gáztörvény 1 p p p T 1 T T 1 T.. p T T p 1 1. p p T1 T p 1 1. p 1 p p p p p

3 - 3 - FIZIKA - SEGÉDANYAG osztály Az állapotegyenlet (állapotváltozás közben a gáz töege is változhat, inden állapotra külön írjuk fel) - hőérséklet (T) - változhat - nyoás (p) - változhat - térfogat () - változhat - töeg () - változhat. Az állapotegyenlet felírható több alakban is. n = anyagennyiség, R = általános gázállandó (R = 8,314 N = a részecskék száa, - p = n R T M = oláris töeg (1 olnyi ( db) részecske töege), J ), k = Boltzann-állandó (k = 1, J ) ol K K NA = (Avogadro szá) N - p = R T ahol n = M M N A - p = N k T 3. A gázok belső energiája A gáz belső energiáját a (pontszerűnek tekinthető) gázrészecskék rendezetlen ozgásából szárazó ozgási energiák összege adja. Figyelebe kell venni a haladó és forgó ozgást is, ezért az egyatoos gázoknál (He) a szabadsági fokok száa f = 3 (csak a haladó ozgás száít), a kétatoos gázoknál (O) f = 5 (a haladó és forgó ozgás is száít), a bonyolultabb olekuláris gázoknál (etán/ch4) f = 6. Az N db részecskéből álló gáz belső energiája is felírható több alakban: - Eb = f N k T - Eb = f - Eb = f - Eb = f p M R T n R T A hőtan I. főtétele A gázok belső energiáját echanikai és terikus úton (unkavégzéssel, pl. összenyoással, ill. elegítéshűtés útján) lehet egváltoztatni. A gáz belső energiájának egváltozása ( Eb) egyenlő a gáznak terikus úton átadott hőennyiség (Q) és a belsőenergia-változást okozó echanikai unka (W) előjeles összegével. Eb = Q + W = Eb Eb1 A terodinaika (hőtan) első főtétele a terodinaikai rendszerekre kiondja az energiaegaradást, vagyis azt, hogy az energia a terodinaikai folyaatok során átalakulhat, de ne keletkezhet és ne veszhet el. Ez alapján ne lehet olyan gépet készíteni, ai több unkát végez, int aennyi energiát fölvesz a környezetétől (ne létezik elsőfajú örökozgó). Egy ilyen gép hatásfoka nagyobb lenne 100%-nál. A terikus folyaatok iránya, a hőtan II. főtétele Terikus kölcsönhatás közben indig a elegebb test ad át energiát a hidegebb testnek. Az energiacserének ez az iránya - agától, külső beavatkozás nélkül - ne egfordítható. A echanikai energia teljes egészében belső energiává alakulhat, de a belső energia ne alakulhat vissza teljes egészében echanikai energiává. Ez alapján ne lehet olyan gépet készíteni, aely a környezetéből felvett hőenergiát veszteségek nélkül unkavégzésre tudja fordítani (ne létezik ásodfajú örökozgó). Egy ilyen gép hatásfoka pontosan 100% lenne.

4 - 4 - FIZIKA - SEGÉDANYAG osztály II. ELEKTROSZTATIKA Elektroos töltés, elektroos állapot A terészetben bizonyos elei részecskék (elektron, proton) rendelkeznek egy olyan tulajdonsággal, aelyet az elektroos töltés szóval írunk le. Kétféle elektroos töltés létezik: pozitív (+) és negatív ( ). A töltés is egaradó ennyiség, töltés a seiből ne keletkezik és ne is vész el. Zárt rendszerben az összes töltés ennyisége állandó. A kiterjedt testek töltése a bennük levő részecskék töltéseinek összeadódásából szárazik, így egy test lehet elektroos szepontból seleges is, ha a benne levő részecskék összes pozitív és negatív töltése egegyezik. A testek (anyaguktól függően) dörzsöléssel elektroos állapotba hozhatók, Ha egy seleges testről elektronokat szakítunk le, akkor a test elektronhiányos (pozitív) állapotba, ha többlet elektronokat viszünk rá, akkor elektrontöbbletes (negatív) állapotba kerül. Az elektroos töltés jele: Q Mértékegysége: C (Coulob) Qelektron = Qproton = 1, C Elektroos kölcsönhatás Az elektroos töltések között kölcsönhatás jön létre, elyet a töltést körülvevő eletroos ező közvetít. Az azonos előjelű töltések között taszítás, a különböző előjelűek között vonzás lép fel. Coulob törvénye (pontszerű töltések esetén) A két elektroos töltés között fellépő vonzó-, vagy taszítóerő nagysága függ a töltések értékétől és a közöttük levő távolságtól. Q q ahol: Q és q a két ponttöltés értéke, Fe = k r a két töltés távolsága, r k = N /C (arányossági tényező). Az elektroos térerősség (pontszerű töltés esetén) Megutatja az egységnyi próbatöltésre ható erő nagyságát és irányát. Jele: E F Q ahol: q a pontszerű próbatöltés értéke, E = = k Q a ezőt létrehozó ponttöltés értéke, q r k = N /C (arányossági tényező). A térerősség vektorennyiség, iránya egegyezik a pozitív próbatöltésre ható erő irányával. Megutatja az egységnyi felületen (erőlegesen) áthaladó elektroos erővonalak száát. Mértékegysége: [E] = N C Az elektroos ező szeléltetése Az elektroos ező erővonalakkal történő szeléltetésekor a ező inden pontjában: - az erővonalak iránya egegyezik a térerősség irányával, - az erővonalak sűrűsége egegyezik a térerősség nagyságával. Hoogén a ező, ha az elektroos erővonalak párhuzaosak, egyirányúak és indenhol egyenlő sűrűségűek. Pontszerű töltés(ek) és síkleez elektroos ezője pontszerű pontszerű pozitív síkleez pozitív töltés negatív töltés két különböző töltés két azonos töltés

5 - 5 - FIZIKA - SEGÉDANYAG osztály Az elektroos fluxus A (A) felületen (erőlegesen) áthaladó összes erővonal száát adja eg. Jele: Ψ (Pszí) Ψ = E A Mértékegysége: [Ψ] = N C Az elektroos ező unkája hoogén elektroos ezőben Az elektroos ező a benne levő töltésre erőt fejt ki, és elozdítja azt az A pontból a B pontba, iközben unkát végez rajta. Ha a töltés elozdulása egegyezik a térerősség irányával, akkor a végzett unka így száítható: WAB = F dab = E q dab ahol F a q nagyságú töltésre ható erő, dab a q töltés elozdulása (az A és B pontok távolsága), E a térerősség.. Ha a töltés elozdulása a térerősség irányával α szöget zár be, akkor: WAB = F dab cos α Az elektroos feszültség hoogén elektroos ezőben (a térerősséggel kifejezve) Az előzőek alapján - ivel WAB = E q dab = UAB q - a hoogén ező két pontja között a feszültség: UAB = E dab illetve UAB = E dab cos α A kondenzátor, a kondenzátor energiája A kondenzátor elektroos töltés felhalozására, tárolására használható. A síkkondenzátor leezei között hoogén elektroos ező alakul ki. A kondenzátor feltöltése közben indkét leezen ugyanakkora, de ellentétes előjelű töltés halozódik fel ( + Q; Q). Az egyik leezen levő töltés és a leezek közötti feszültség hányadosa állandó érték, ezt nevezzük a kondenzátor kapacitásának. Jele: C C = U Q d A A kondenzátor kapacitása egyenesen arányos a leezek felületének nagyságával (A), fordítottan arányos a köztük levő távolsággal (r), és attól is függ, hogy a leezek között ilyen szigetelőanyag van ( r). C = 0 r d A 0 = a vákuu dielektroos állandója, r= a szigetelőanyag relatív dielektroos állandója. A kondenzátor feltöltéséhez (a töltések szállításához) unkát kell végezni, ezért a feltöltött kondenzátor energiát tárol. Ec = ½ C U Áraforrás Állandó elektroos ezőt biztosító berendezés. A kéiai elven űködő áraforrást galvánelenek nevezzük. Ilyenek pl. a különféle eleek (ceruzaele), akkuulátorok (obiltelefonban, gépkocsiban). Az elektroos ára A töltések rendezett, egyirányú ozgását elektroos áranak nevezzük. A féekben a szabad elektronok, folyadékokban (elektrolitokban) általában különféle ionok ozdulnak el. Árakör Az elektroos ára folyaatos fennaradásához és felhasználásához árakörre van szükség. Az árakör részei: áraforrás, fogyasztó, vezeték, kapcsoló.

6 - 6 - FIZIKA - SEGÉDANYAG osztály Áraköri alapennyiségek Áraerősség Megutatja, hogy a vezető keresztetszetén 1 ásodperc alatt hány Coulob töltés áralik át. Jele: I Kiszáítása: áraerősség = Mértékegysége: s C = A (aper) átáralott töltés Q I = eltelt idő t Pl. I = 6 A = 6 C/s A vezető keresztetszetén 1 s alatt 6 C töltés áralik át. ( s alatt 1 C áralik át, ) Feszültség Megutatja, hogy ennyi unkát végez az elektroos ező két pont között, 1 C töltés átszállítása közben. Jele: U Kiszáítása: feszültség = Mértékegysége: s J = (volt) végzett unka UAB = átszállíto tt töltés W AB q Pl. UAB = 4 = 4 J/C Az elektroos ező 4 J unkát végzett, iközben átszállított 1 C töltést az A pontból a B pontba. ( C átszállítása közben 48 J unkavégzés történik, ) Oh törvénye Egy vezetőn átfolyó ára erőssége egyenesen arányos a vezetőn eső feszültséggel. Mivel a két ennyiség egyenesen arányos, hányadosuk állandó. Ezt az állandót a fogyasztó ellenállásának nevezzük. Ellenállás Megutatja, hogy ekkora feszültség esetén lesz a fogyasztón átfolyó ára erőssége 1 A. Jele: R Kiszáítása: ellenállás = Mértékegysége: A = Ω (oh) feszültség áraerösség R = I U Pl. R = 1 Ω = 1 /A A fogyasztóra 1 feszültséget kell kapcsolni ahhoz, hogy a rajta áthaladó ára erőssége 1 A legyen. (4 esetén A lesz az áraerősség, ) Fées vezetődarab ellenállása Fées vezetőben a ozgó elektronok kölcsönhatásba kerülnek a vezető részecskéivel, ozgásukkal szeben ellenállás lép fel. Ez az ellenállás (R - rezisztencia) függ a vezető: hosszától, (l) - inél hosszabb a vezető, annál nagyobb az ellenállása (R egyenesen arányos l-el) keresztetszetétől, (A) - inél vastagabb a vezető, annál kisebb az ellenállása (R fordítottan arányos A-val) anyagától. ( ) - fajlagos ellenállás, ne a sűrűséget jelenti. R = A l A fajlagos ellenállás egutatja, hogy ekkora az ellenállása az 1 hosszú, 1 keresztetszetű, adott anyagi inőségű vezetékdarabnak. Pl. Al = 0,07 Ω Az 1 hosszú, 1 keresztetszetű aluíniuvezeték ellenállása 0,07 Ω. A ásik értékegység: Ω. Átszáítás: 1 Ω = 10 6 Ω Al = 0,07 Ω =, Ω

7 Elektroos unka és teljesítény FIZIKA - SEGÉDANYAG osztály Az elektroos ező a töltések szállítása közben unkát végez a fogyasztón. (W = U Q és Q = I t alapján) We = U I t A értékegységek közötti összefüggés alapján: 1 J = 1 A s A teljesítény hagyoányos értelezése (egutatja az időegységre eső unkát) itt is érvényes. P = Pe = U I A értékegységek közötti összefüggés alapján: 1 W = 1 A A W itt ne a unka jele, hane a Watt (teljesítény) értékegység rövidítése (1 J = 1 W s). Fogyasztók soros kapcsolása Egy árakörben több fogyasztót összekapcsolva akkor ondjuk, hogy sorosan vannak kapcsolva, ha az árakört az áraforrás egyik pólusától végigjárva ne találunk egyetlen elágazást se. A továbbiakban csak két fogyasztó esetét vizsgáljuk, de a szabályok ugyanúgy érvényesek több fogyasztóra is. Mivel az elektronoknak csak egy útjuk van, ezért inden elektron indkét fogyasztón (és a vezetéken is) áthalad, tehát az áraerősség az árakör inden pontjában ugyanakkora. I = I1 = I Ha különbözik a fogyasztók ellenállása, akkor a negyobb ellenálláson több unkát kell végezni ugyanannyi elektron (töltés) átszállítása közben. A feszültség definíciója alapján a nagyobb ellenállású fogyasztón, ahol több unkát kell végezni, nagyobb feszültség esik. A fogyasztókon végzett összes unka kiszáításához az egyes unkákat összeadjuk (Wö = W1 + W), ehhez pedig az áraforrás szolgáltatja az energiát, tehát az áraforrás feszültsége (U0) egegyezik a fogyasztókon érhető feszültségek összegével. U0 = U1 + U A két fogyasztó helyettesíthető egy (eredő = Re) ellenállású fogyasztóval, aely ugyanazokat az áraköri viszonyokat (U; I) hozza létre az árakörben, int a két fogyasztó. Oh törvényének felhasználásával: R = U 0 = I U1 1 U I U I U I = R1 + R tehát az eredő ellenállás Re = R1 + R A sorosan kapcsolt fogyasztókat csak egyidejűleg tudjuk űködtetni, ha valaelyiket kikapcsoljuk, akkor egszakad az árakör és a ásik se fog űködni. Fogyasztók pűrhuzaos kapcsolása Fogyasztók párhuzaos kapcsolása csak akkor lehetséges, ha elágazást hozunk létre az árakörben. Előnye a soros kapcsoláshoz képest, hogy a fogyasztók egyástól függetlenül üzeeltethetőek. Az elágazásnál az elektronok csak az egyik ágon haladhatnak (ne tudnak osztódni). Azon az ágon alakul ki nagyobb áraerősség, aelyben a fogyasztó ellenállása kisebb. A két ellékágban összesen annyi elektron halad, int aennyi a főágban. I = I1 + I A feszültség definíciója alapján (AB pontok között értelezzük), ha az A és B pontnak a két elágazási pontot tekintjük, belátható, hogy indkét fogyasztóra ugyanakkora feszültség jut, int az áraforrásra. U0 = U1 = U A két fogyasztó helyettesíthető egy (eredő = Re) ellenállású fogyasztóval, aely ugyanazokat az áraköri viszonyokat (U0; I) hozza létre az árakörben, int a két fogyasztó. Megjegyzés: Re < R1 és Re < R = Re = R1 R R e R1 R R R 1 W t

8 - 8 - FIZIKA - SEGÉDANYAG osztály ezetési jelenségek Folyadékban akkor jöhet létre vezetés (folyhat ára), ha van benne elozdulásra képes pozitív vagy negatív ion. Az elektroos ező hatására az elektrolit ionjai a egfelelő pólus felé vándorolnak a folyadékban elektroos ára folyik. A töltéshordozó ionok az elektródákon selegesítődnek és anyagkiválás jön létre. Ezt a folyaatot elektrolízisnek nevezzük. Faraday a kiválasztódó anyag és az átáralott töltés ennyiségének egérésével, eg tudta határozni az elei töltés nagyságát, aelynek (abszolút)értéke 1, C. Az elei töltés pontos és közvetlen egérése Robert A. Millikan nevéhez fűződik. (Nobel-díj) Gázban is csak akkor jöhet létre vezetés, ha van benne elozdulásra képes pozitív vagy negatív ion. A folyadékokhoz képest új jelenség, hogy ha a gázionok az elektroos ező hatására felgyorsulnak, a létrejövő ütközések újabb ionokat hozhatnak létre (ütközési ionizáció), iközben a gázatook egy része agasabb energiájú állapotba kerül (gerjesztődik), aely fénykibocsátással jár. A kibocsátott fény színe függ a gerjesztett gáz anyagi inőségétől. ákuuban csak akkor jöhet létre vezetés, ha oda töltéshordozókat juttatunk. Ez általában terikus eisszióval (felizzítunk egy vákuuban levő férudat, aelyből töltéshordozók lépnek ki), vagy fotoeisszióval (fény hatására lépnek ki töltéshordozók a vákuuba helyezett katódból) történik. A terikus eisszió gyakorlati alkalazása a katódsugárcsövekben, a fotoeisszióé a fotocellákban történik. Tiszta félvezetőben (szilíciu kristály = Si) a hőozgástól szabaddá váló elektronok és a helyükön létrejövő pozitív lyukak képesek vándorolni, ha feszültséget kapcsolunk a félvezető kristályra. Ezt nevezzük sajátvezetésnek. Szennyezett félvezetőben, a bevitt szennyezőanyag vegyértékelektronjainak száa határozza eg a kialakuló vezetés típusát. Ha a szennyezőanyagnak a félvezetőkristálynál több vegyértékelektronja van (foszfor = P), akkor n-típusú, ásként elektronvezetés, ha kevesebb vegyértékelektronja van (Bór = B), akkor p-típusú, vagyis lyukvezetés jön létre. n-típusú p-típusú Gyakorlati alkalazás: Egyrétegű félvezető a fotoellenállás és a terisztor. Ezeknél a egvilágításra, illetve a elegítésre bekövetkező ellenálláscsökkenést hasznosítják. Kétrétegű félvezető a dióda, aely egy p-típusú és egy n-típusú rétegből áll. Egyenirányításra használják. Hárorétegű félvezető a tranzisztor, aely lehet npn, vagy pnp típusú. A háro réteg elnevezése: eitter (E), bázis (B) és kollektor (C). A tranzisztort áraváltozások felerősítésére használják.

9 A FIZIKAI MENNYISÉGEK ÖSSZEFOGLALÓ TÁBLÁZATA FIZIKA - SEGÉDANYAG osztály NEE JELE MÉRTÉKEGYSÉGE KISZÁMÍTÁSA TÖMEG g; kg = a F TÉRFOGAT c 3 ; d 3 ; 3 NYOMÁS p N Pa HŐMÉRSÉKLET T ºC; K SŰRŰSÉG g kg 3 3 c d = TÖLTÉS Q C ERŐ F N Q q F k r TÉRERŐSSÉG E N F Q E k C q r FELSZÍN A c ; d ; FLUXUS Ψ (Pszí) N C Ψ = E A KAPACITÁS C C = F (Farad) Q C = U FESZÜLTSÉG U J = C W U = = E d Q ÁRAMERŐSSÉG I A = s C I = t Q ELLENÁLLÁS R Ω = A (Oh) R = I U ENERGIA, MUNKA E, W J = C = A s = W s Ee =We = U I t TELJESÍTMÉNY P J W = (Watt) s E P = e W = e = U I t t IDŐ t s; in.; h Megjegyzés: d a töltés - elektroos ező két pontja közötti - elozdulását jelenti. Figyelj arra, hogy a betűk ikor jelölnek fizikai ennyiséget, és ikor értékegységet! Pl.: C = a kapacitás jele, de a töltés értékegysége is. Ha előtte van egy szá, akkor biztosan értékegység. C 6 C C = 6 = = 6 F(arad) Ilyenkor az első C a fizikai ennyiséget (kapacitás), a 6-os utáni C pedig a 1 C 6 C értékegységet (töltés) jelöli. (A kondenzátor kapacitása 6 =, ahol a töltés ennyisége 6 C.) 1 Az E jelölhet térerősséget és energiát is, stb. A ellékelt próba feladatsort egoldva hozd el a vizsgára!

10 PRÓBA FELADATSOR Hőtan FIZIKA - SEGÉDANYAG osztály 1. Egy 4 hosszú fécsövet 1 C-ról 36 C-ra elegítettek fel. Mennyivel változott a hossza, ha a lineáris hőtágulási együttható értéke: 1, / C?. Mennyivel változik a lápában levő 40 c 3 petróleu térfogata, ha 1 C-ról 56 C-ra nő a hőérséklete? A petróleu térfogati hőtágulási együtthatója 0, / C? A lápa hőtágulásától eltekintünk. 3. A szódásszifon patronjában 3 c 3 térfogatú, 18 C hőérsékletű, Pa nyoású gáz van. Aikor kiszúrjuk a patront, a gáz térfogata 60 c 3 -re nő. Mekkora lesz a gáz hőérséklete, ha nyoása a norál légköri nyoás nagyságára, 10 5 Pa-ra csökken? Rajzold eg az állapotváltozás p grafikonját! 4. Egy vízszintes, indkét végén nyitott üvegcsőbe, két higanycsepp közé 4 c 3 levegő van bezárva. A rendszer hőérsékletét 0 C-ról 10 C-ra növelve, ekkorára nő a bezárt levegő térfogata? A légnyoás értéke 100 kpa. Az üvegcső és a higany hőtágulásától eltekintünk. 5. Hány Kelvin fokra elegedett fel az a 450 K hőérsékletű gáz, aelynek a tágulása során 500 d 3 -ről 800 d 3 -re növekedett a térfogata? A gáz nyoása a folyaat során végig ugyanakkora. 6. Egy hajó gázt tartalazó, zárt, 300 literes féhordókat szállít, aelyek a napsütésben 330 K-re elegedtek fel, így bennük a gáz nyoása ost 0 kpa. Mekkora lesz abban a hordóban a nyoás, aelyiknek a hőérséklete a tengerbe esés után 30 K-nel csökken? A hordó hőtágulásától eltekintünk. (1 liter = 1 d 3 ) 7. Egy légbuborék 0 élységből eelkedik a felszínre. Benne a nyoás 300 kpa-ról 100 kpa-ra csökken. Mekkora lesz a buborék térfogata a vízfelszín elérésének pillanatában, ha eredetileg 8 c 3 volt a térfogata? A víz hőérséklete a élységgel ne változik. 8. A grafikon alapján válaszold eg az alábbi kérdéseket! a. Hogyan változott a hőérséklet?... b. Hány Kelvinnel változott?... c. Lehet-e izoter az állapotváltozás?... d. Lehet-e izochor az állapotváltozás? Egy palackban 5 ol, 7 ºC-os, egyatoos hidrogén gáz van. Száold ki a gáz belső energiáját! J R = 8 ; k = 1, J ol K K 10. Mennyi a belső energiája 8 3 térfogatú, 10 6 Pa nyoású atoos oxigén gáznak? Elektroosságtan 1. a. Milyen ódon jöhet létre vezetés a folyadékokban? b. Írd le röviden az elektrolízis lényegét!. Szeléltesd egyás közelében levő pozitív és negatív töltés elektroos ezőjét! 3. Egyástól 4 távolságra levő pontszerű testek töltése C és C. Mekkora és ilyen irányú erő lép fel közöttük? k = N /C 4. Határozd eg az elektroos ező térerősségének nagyságát abban a pontban, aelyben a 10-7 C töltésű részecskére N erő hat! 5. Határozd eg az elektroos ező térerősségének nagyságát a 10 7 C töltésű részecskétől -re? 6. Mekkora a kondenzátorban tárolt energia, ha a kondenzátor kapacitása F és a leezek közötti feszültség 0? Mennyi töltést tárol a kondenzátor? 7. Mekkora az áraerősség abban a vezetékben, aelynek keresztetszetén 5 s alatt 1 C töltés áralik át? 8. Mekkora az ellenállása annak a fogyasztónak, aelyen 0 feszültség ellett 0,4 A erősségű ára érhető? Mennyi unkát végez az elektroos ező, iközben átszállít 5 C töltést a fogyasztón? 9. Mekkora erősségű ára halad át 0 feszültség hatására azon a fogyasztón, aelynek ellenállása 4400 Ω? Mekkora teljesíténnyel üzeel ez a fogyasztó? Rajzolj egy ilyen árakört! 10. Mekkora feszültségről üzeeltetjük azt a fogyasztót, aelynek ellenállása 95 Ω, iközben 4 A erősségű ára érhető rajta? Mennyi energiát vesz fel a fogyasztó a hálózatból 6 h alatt? T (ºC) t (s)