Termodynamika

Wykłada:
Tomasz Badowski
O wykładzie
Wykład bedzie ilustrowany symulacjami komputerowymi i pokazami doswiadczalnymi.
Dowiecie się między innymi co decyduje o kierunku przebiegu reakcji chemicznych, dlaczego podgrzewana gumka się kurczy, dlaczego w wyższej temperaturze włączaja się nowe rodzaje ruchu cząstek, dlaczego na drodze destylacji mieszaniny z wodą nie mozna uzyskać 100% alkoholu etylowego i jak na gruncie termodynamiki statystycznej możliwa jest ujemna temperatura (w kelwinach!), na dodatek oznaczająca, że układ jest bardzo gorący.
O ćwiczeniach:
Będą się składały z 3 cześci:

  1. Zadaniowo-teoretycznej - przykłady wykorzystania twierdzeń i faktów z wykładu oraz wnioski i twierdzenia do wykazania przez słuchaczy.
  2. Komputerowej - pobawimy się gotowymi narzedziami do symulacji zjawisk termodynamicznych.
  3. Doświadczalnej - wykonamy wspólnie średniej wielkości doświadczenie/a.

Wymagania:
Podstawy matematyczne potrzebne na ten wykład przedstawię na zajęciach "matematyka przydatna na Olimpiadzie Fizycznej", który poprowadzę w ramach bloku zajęć przygotowującego do Olimpiady Fizycznej, więc przyjście na tamten wykład powinno wystarczyć.
Zadania
Żeby się zakwalifikować wystarczy zrobić poprawnie conajmniej 2 podpunkty zadania 1-go.
Zad 1 (Proste - kwalifikacyjne)
Rozważmy pojemnik w kształcie prostopadłopadłościanu o objętosci V z kwadratową przegrodą, dzielącą go na 2 równe izolowane części: lewą i prawą. Początkowo gaz jednoatomowy o ciśnieniu p0, równym cisnieniu otoczenia znajduje się z lewej części przegrody a w drugiej połowie jest próżnia. Jakie będzie ciśnienie gazu po długim czasie, jeśli:
a) pojemnik nie przewodzi ciepła i przegroda zniknie.
b) pojemnik przewodzi ciepło i przegrodę przesuniemy powoli (kwazistatycznie) do prawej ścianiki.
c) pojemnik nie przewodzi ciepła i przegrodę przesuniemy powoli (kwazistatycznie) do prawej ścianiki.
Zad 2 (Dodatkowe - dla ambitnych)
Między dwoma równoległymi ściankami odległymi początkowo o l0 odbija się sprężycie punktowy obiekt o początkowej energii kinetycznej T0 i prędkości prostopadłej do ścianek. Ścianki można przybliżać lub oddalać. Jak będzie zależeć energia kinetyczna obiektu od odległości między ściankami, jeśli szybkość ich rozsuwania/zbliżania dąży do zera?
Doprecyzowanie zadania 2: ścianki są oddalane(zbliżane) ze stałą względną prędkością v od odległości l0 do l. Obie poruszają się ze stałymi prędkościami, lewa ścianka ma szybkość większą lub równą zero i zwrot prędkości w lewo a prawa podobnie tylko zwrot w prawo w przypadku oddalania (dla przybliżania na jest na odwrót). Do jakiej granicy będzie dążyć energia kinetyczna obiektu na koniec, jesli w powyższym procesie przejdziemy do granicy v->0.
Uwaga: Powyższe zadanie jest za trudne do w 100% ścisłego rozwiązania (przynajmniej dla mnie). Należy próbować nieformalnych metod jak np. heurystyczne rozumowania lub eksperymenty numeryczne i dopasowanie krzywej.
e-mail
lp.2o|1dabmot#lp.2o|1dabmot - tu należy wysyłać rozwiązania zadań, najlepiej jako plik pdf .
Komentarze

O ile nie zaznaczono inaczej, treść tej strony objęta jest licencją Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 License