Ciepło - energia która samorzutnie przechodzi od ciała o temp. Wyższej do ciała o temp. Niższej aż do wyrównania się temp. 1 J = 0,239 cal

Ciepło właściwe - ilość ciepła potrzebna do podniesienia temp. 1 kg ciała o 1 K J/(kg*K)

Ciepło właściwe molowe - ilość ciepła potrzebna do podniesienia temp. 1 mola ciała o 1 K. W przypadku gazu rozróżniamy ciepło wł. lub molowe przy stałej objętości lub ciśnieniu Cp=Cv+R. Ciepło molowe gazu zależy od jego budowy cząsteczkowej tzn. od liczby stopni swobody cząsteczek gazu Cv=i/2*R

Temperatura - jest funkcją prędkości cząsteczek ciała. Dla gazu dosk. E_śr=3/2*k*T. k - stała Boltz.

Pole fizyczne - obszar przestrzeni w którym każdemu punktowi odpowiada pewna wielkość fizyczna będąca funkcją miejsca i czasu.

Strumień ciepła - ilość ciepła przechodzącego w jednostce czasu przez element powierzchni prostopadłej do kierunku ruchu ciepła.

Stany ruchu ciepła:

1. Ustalony gdy pole temperatur jest funkcją wyłącznie położenia T=f(x,y,z)

2. Nieustalony w którym pole temperatur jest funkc. miejsca i czasu T=(x,y,z,t)

Mechanizmy przenoszenia ciepła:

• przewodnictwo, -konwekcja, -promieniowanie

Przewodzenie ciepła - opisuje prawo Fouriera, które w przypadku ustalonego ruchu ciepła dla jednego kierunku ma postać: q= (dT/dX), q - strumień ciepła [W], A - pole powierzchni prostopadłej do strumienia ciepła [m²], X - odległość [m],   współczynnik przewodności cieplnej [W/(m*K)]. Współczynniki  są największe dla ciał stałych i najmniejsze dla gazów

Gaz =0,0017-0,17

Ciecz =0,17-1,7

Stałe =1,7-170

Ze wzrostem temp. Współczynnik przewodnictwa cieplnego dla ciał stałych i cieczy maleje (wyjątkiem jest woda), a gazów wzrasta. W przypadku nieustalonego ruchu ciepła gdy T=f(x,y,z,t) przewodzenie ciepła opisuje uogólnione równanie Fouriara:

d/dx*(*(dT/dx)+ d/dy*(*(dT/dy)+ d/dz*(*(dT/dz)+q_v=C_p*ρ*(dT/dt)

Konwekcja - przenoszenie ciepła zachodzi równocześnie z przeniesieniem masy, może ona przechodzić tylko w cieczach i gazach. Rozróżniamy konwekcję naturalną i wymuszoną. Naturalna zachodzi pod wpływem zmiany gęstości ciała ze zmianą temp., a wymuszona pod wpływem wentylatorów i pomp. Konwekcję opisuje prawo Newtona: q=   - współcz. Wnikania lub przejmowania ciepła[W*(m²*K)]. P. Newtona określa ile ciepła przenika ze ściany jeżeli  =1K

Wnikanie ciepła - przepływ ciepła od ściany do czynnika przenoszącego ciepło (cieczy lub gazu) lub odwrotnie. Wnikanie ciepła od ścianki do warstwy burzliwej lub odwrotnie odbywa się drogą przewodnictwa cieplnego przez warstwę nieruchomą i laminarną

Wrzenie - (pęcherzykowe, błonkowe) Aby wystąpił proces wrzenia ciśnienie pary nasyconej wewnątrz cieczy musi być większe lub równe od ciśnienia zewnętrznego i hydrostatycznego. Im większe ciśnienie zewnętrzne tym temp. Wrzenia jest większa. Początkowo występuje wrzenie pęcherzykow (pęcherzyki pary odrywają się od ścianek) przy złym zwilżaniu cieczy może wystąpić wrzenie błonkowe. Między ścianką naczynia a cieczą powstaje warstwa (błonka) pary. W takim przypadku przepływ ciepła do cieczy jest utrudniony. Może to spowodować przegrzanie ścianki naczynia i jej uszkodz. albo wyrzut cieczy.

Stygnięcie - prędkość ostygania ciał opisuje prawo Newtona:

d/dt = -a

 - teta - różnica temp. (ciała i otoczenia)

a - współcz. Ostygania [s^-1]

a=h/(c*m)

h - współcz. Określający wielkość, rodzaj i kształt powierzchni oraz warunki zewnętrzne. c - ciepło właściwe. m - masa. *e^-at

Promieniowanie - przenoszenie ciepła za pomocą fal elektromagnet. o długości od 0,1 m do 100 m.

Fale elektromagnet. polegają na rozchodzeniu się wzajemnie sprzężonych zmiennych pól elektrycz. i magnetycznych. W próżni rozchodzą się one z prędkością światła c=300000 km/s, a w środowisku materialnym V=c/n, n - współcz. załamania.

Podział fal elektromagnet. ze względu na dł. fali:

1. fale radiowe (dł., śr., kr., UKF, radar),

2. mikrofale (od cm do mm),

3. promieniowanie podczerwone (IR),

4. światło widzialne (0,76 m - 0,38 m),

5. nadfiolet (UV),

6. promienie X (Rentgena),

7. promienie γ,kosmiczne.

Teoria Plancka - mówi o kwantowym promieniowaniu. Z teorii tej wynika, że promieniowanie nie ma charakteru ciągłego, lecz energia promieniowania jest wysyłana porcjami zwanymi kwantami lub fontami. Energia promieniowania ciała doskonale czarnego nie może zatem przyjmować dowolnych wartości, lecz musi być wielokrotnością kwantu energii, wyrażonego wzorem =(h*c)/ =hv ,h - stała Plancka = 6,25 *10^-34 [J*s], v - ni - ilość energii powstała w wyniku przejścia elektronu z powłoki dalszej na bliższą powłokę jądra atomu.

p=(h*v)/c, p - pęd fotonu.

Teoria korpuskularna - światło ma zdolności do odbijania się, przechodzenia przez materię. Fale poprzeczne mogą rozchodzić się tylko w tych ciałach które mają moduł sztywności.

Fala - jest to zaburzenie które rozchodzi się w przestrzeni. (rozchodzenie się fali na sznurku jest falą poprzeczną, a rozchodzenie się głosu jest falą podłużną). Fala przenosi energię i pęd, a nie przenosi masy.

Polaryzacja światła - światło, w którym kierunki drgań fal są w jakiś sposób uporządkowane, nazywamy światłem spolaryzowanym.

Prawo odbicia - kąt padania jest równy kątowi odbicia.

Prawo załamania - stosunek sinusa kąta padania do sinusa kąta załamania jest równy stosunkowi bezwględnego współczynnika załamania światła n₂ do n₁, czyli współczynnikowi załamania światła drugiego ośrodka względem pierwszego.

Zwierciadła - w zwierciadłach obserwujemy obrazy pozorne. Ognisko znaduje się w 0,5 promienia (dla zwierciadła wklęsłego (sferycznego)). W zwierciadle eliptycznym umieszczenie źródła światła w jednym ognisku spowoduje skupienie się odbitego światła w drugim ognisku elipsy.

Ciało doskonale czarne - ciało które w 100% pochłania promienie o wszystkich długościach fal, które na nie padają.

Prawo Stefana - Boltzmanna - całkowita zdolność emisji ciała doskonale czarnego jest proporcjonalna do czwartej potęgi jego temperatury bezwględnej. Prawo to można stosować do ciał szarych jeśli znamy współczynnik emisyjności ich powierzchni. R=δ*T⁴ [W/m²], R - emisja promieniowania, δ - stała Boltzmanna 5,67*10^-8 [W/(m²*K⁴]. Dla ciała szarego współcz. emisyjności powierzchni jest stały, niezależny od długości fali promieniowania. Dla ciał barwnych współcz. emisyjności zależy od długości fali. Wykorzystując prawo Stefana - Bolztmanna można zmierzyć na odległość temp. powierzchni ciał czarnych i szarych na podst. ilości energii promienistych. Służą do tego pikometry w podczerwieni. Potrzeby jest tu współcz. emisyjności ciała.

Prawo Kirchoffa - energia promienista E padająca na ciało może ulec odbiciu Er, pochłonięciu Ea i transmisji Et. E=E_r+E_a+E_t. W równowadze termodynamicznej zdolność emisji i zdolność absorbcji danego ciała są takie same. Ozn. to, że ciało szare w danej temp. Emituje tyle energii promienistej ile zaabsorbowałyby promieniowania wysyłanego przez ciało doskonale czarne w tej samej temp.

Prawo Wiena - długość fali odpowiadająca max w rozkładzie widmowym ciała doskonale czarnego jest odwrotnie proporcjonalna do temp. bezwzględnej ciała. _max=W/T, W - stała Wiena 2,9*10^-3 [m*K]. Na podst. prawa Wiena można zdalnie określać temp. powierzchni ciał czarnych i szarych służą do tego pirometry optyczne.

Promienie RTG - są to fale elektromagnetyczne o dł. od 1 pm do 10 nm

1. Promieniowanie hamowania - powstaje w wyniku zahamowania rozpędzonych elektronów na jądrach atomów antykatody. W wyniku gwałtownego zahamowania elektronów na jądrach antykatody, energia kinetyczna (rozpędzonych w polu elektrycznym elektronów) zamienia się w kwant promieniowania rentgenowskiego. Promieniowanie hamowania ma widmo ciągłe z granicą krótkofalową - im wyższe napięcie tym krótsza fala o większej energii.

2. Promieniowanie charakterystyczne - przy wyższym napięciu na lampie rentgenowskiej na tle widma ciągłego pojawia się widmo liniowe jest to promieniowanie charakterystyczne. Powstaje ono w wyniku przejść elektronów z wyższych powłok energetycznych atomu na niższe (z orbit dalszych na bliższe jądra). Promieniowanie to jest charakterystyczne dla danego pierwiastka. Przy wyżucaniu elektronu powraca na tą orbite elektron z powłoki zewnętrznej i zostaje wysłany foton o określonej dł. fali.

Właściwości promieni rentgena:

1. Jonizują materię przy czym zdolność jonizacji jest tym większa im większa jest liczba atomowa pierwiastków tej materii.

2. Działają na klisze fotograficzną.

3. Nie odchylają się w polu elektr. i magnetycz.

Jądro atomu odkrył Rutherford - wykazał, że wewnątrz atomu znajduje się jądro o promieniu około 100000 razy mniejszym od promienia atomu. Jądro składa się z nukleonów w skład których wchodzą protony i neutrony. Proton ma ładunek dodatni różny co do wartości ładunku elementarnego. Jego masa jest mniejsza od masy neutronu. Neutron nie ma ładunku elektrycznego. Wartość spinowego momentu pędu nukleonu wynosi h/2 gdzie h to ilość nukleonów (Spin - moment magnetyczny własny). Liczba protonów znajdujących się w jądrze jest równa liczbie porządkowej atomu pierwiastka. Liczba neutronów jest równa różnicy liczby masowej i porządkowej. Między nukleonami występują siły jądrowe są to najpotężniejsze siły znane w przyrodzie. Są one siłami przyciągania i nie zależą od rodzaju nukleonów. Siły te mają krótki zasięg (do 2*10^-15m). Siły elektrostayczne działają na większych odległościach.

Promienie  - są to jądra helu. Po wypromieniow. promieni  liczba masowa helu maleje o 4 i przesuwa się o dwa miejsca w tył w tablicy Mend. Właściw. prom. : bardzo silnie jonizuje materię. Dlatego zasięg w powietrzu jest bardzo mały wynosi kilka cm, w tkance kilka dziesiątych mm, ale tkanka jest bardzo mocno zniszczona. Prom. zatrzymuje naskórek (jest nieszkodliwe od zewnątrz). Jest wyjątkowo szkodliwe gdy preparat dostanie się do wnętrza org. Do ochrony przed prom.  (w pyłach) stosuje się maski przeciwpył. Promienie te odchylają się w polu elektrycznym i magnetycznym do mają ładunek dodatni. Prędkość cząsteczek  jest jednakowa. Jest to widmo liniowe.

Promieniowanie : Prom.  są strumieniem elektronów emitowanych z jądra. Po wypromien. prom.  liczba masowa nie ulega zmianie. Pierwiastek przesuwa się o 1 miejsce do przodu w tablicy Mend. W jądrze nastepuje rozpad na:

Neutrino i Antyneutrino są to cząstki elementarne które nie mają ładunku elektrycznego nie mają masy spoczynkowej natomiast mają bardzo dużą przenikliwość (mogą przeniknąć przez środek ziemi lub słońca). Cząstki  mają różne prędkości od bardzo małych do bliskich prędkości światła. Istnieje jeszcze promieniow. ⁺ (pozytonowe) czyli antyelektronowe. W jądrze nastepuje rozpad na:

Właściwości: słabiej jonizują materię niż . Zasięg do kilkudziesięciu km w powietrzu. Przenikają przez cienki folie metalowe. Mają ładunek ujemny. Powodują fluoroscęcję szkła.

Promieniowanie γ - są to fale elektromagnetyczne, krótsze od fal promieniowania RTG. Jądro nie ulega przemianie lecz pozbywa się energii. γ<10^-10m. Zatrzymywane są przez bloki ołowiu. Im większa liczba porządkowa pierwiastka tym silniej pochłania promienie γ.

Promieniowanie neutronowe - nie ma ładunku elektrycznego dlatego ich zdolność jonizacyjna jest zerowa. Niewykrywają go przyżądy do pomiaru γ i  i niedziałają na kliszę fotograficzną. Neutrony zatrzymywane są przez materiały lekkie (zderzenia sprężyste). Materiał używany w reaktorze jądrowym do spowalniania neutronów nazywa się moderatorem. W reaktorach stosuje się ciężką wodę (lub dawniej grafit) jako moderator.

Prawo rozpadu promieniotwórczego - W procesie rozpadu promieniotwórczego liczba atomów pierwiastka ulegającego rozpadowi maleje wykładniczo z upływem czasu. Ilość jąder pierwiastka izotopu promieniotwórczego, jaka zostaje po czasie t z początkowej liczby jąder, dana jest wzorem: N=N_o*e^-t Doświadczania wykazały, że w równych odstępach czasu liczba prominiotwórczych atomów danego izotopu dowolnego pierwiastka maleje tę samą ilość razy. T=ln2/, T - czas połowicznego rozpadu,  - stała rozpadu promieniotw., N - liczba jąder po czasie t

Aktywność - {A [1Bq (Bekerel)= 1 rozpad/s]} ilość rozpadów w ciągu jednostki czasu A=*N=N/t, N -początkowa ilość jąder,  - stała rozpadu promieniotwórczego.

Dawka promieniowania - ilość energii pochłonięta przez 1 kg masy organizmu. [1 Gy (grej)=J/kg] dawniej [1 rad=0,01 Gy].

Dawka ekspozycyjna - ładunek elektryczny wytworzony w jednostce masy organizmu D_E=Q/m [1 C/kg] dawniej [1 R (Rentgen)=2,58*10^-4 C/kg].

Równoważnik dawki - H=Q*D, Q - współczynnik jakości promieniowania charakteryzujący stopień szkodliwości tego promieniowania dla organizmu.

Dla γ i RTG wynosi 1 Dla  wynosi od 1 do 3

Dla  i neutronów od 20 do 25

Jednostką jest Siwert [1 Sr=Q * 1Gy]

Skutki biologiczne napromieniowania całego ciała:

0,75 Sr - brak widocznych efektów, u niektórych osób czasowe zmniejszenie liczby białych ciałek krwi.

),75-2 Sr - wymioty u 5-10% osób w ciągu kilku godzin. Zmęczenie utrata apetytu, umiarkowane zmiany we krwi. Większość objawów ustępuje po kilku tygodniach.

3-6 Sr - wymioty u wszystkich osób w ciągu dwóch godzin. Poważne zmiany we krwi, utrata włosów po dwóch tygodniach. Dla dawek bliskich 3 Sr większość osób wraca do zdrowia, dla dawek bliskich 6 Sr przeżywa 20% osób.

6-10 Sr - wymioty w ciągu 1 godziny, poważne zmiany we krwi, utrata owłosienia, przeżywa od 0 do 20% osób.

Aktywność - {A [1Bq (Bekerel)= 1 rozpad/s]} ilość rozpadów w ciągu jednostki czasu A=*N=N/t, N -początkowa ilość jąder,  - stała rozpadu promieniotwórczego.

Ciepło - energia która samorzutnie przechodzi od ciała o temp. Wyższej do ciała o temp. Niższej aż do wyrównania się temp. 1 J = 0,239 cal

Ciepło właściwe - ilość ciepła potrzebna do podniesienia temp. 1 kg ciała o 1 K J/(kg*K)

Ciepło właściwe molowe - ilość ciepła potrzebna do podniesienia temp. 1 mola ciała o 1 K. W przypadku gazu rozróżniamy ciepło wł. lub molowe przy stałej objętości lub ciśnieniu Cp=Cv+R. Ciepło molowe gazu zależy od jego budowy cząsteczkowej tzn. od liczby stopni swobody cząsteczek gazu Cv=i/2*R

Ciało doskonale czarne - ciało które w 100% pochłania promienie o wszystkich długościach fal, które na nie padają.

Dawka promieniowania - ilość energii pochłonięta przez 1 kg masy organizmu. [1 Gy (grej)=J/kg] dawniej [1 rad=0,01 Gy].

Dawka ekspozycyjna - ładunek elektryczny wytworzony w jednostce masy organizmu D_E=Q/m [1 C/kg] dawniej [1 R (Rentgen)=2,58*10^-4 C/kg].

Fala - jest to zaburzenie które rozchodzi się w przestrzeni. (rozchodzenie się fali na sznurku jest falą poprzeczną, a rozchodzenie się głosu jest falą podłużną). Fala przenosi energię i pęd, a nie przenosi masy.

Jądro atomu odkrył Rutherford - wykazał, że wewnątrz atomu znajduje się jądro o promieniu około 100000 razy mniejszym od promienia atomu. Jądro składa się z nukleonów w skład których wchodzą protony i neutrony. Proton ma ładunek dodatni różny co do wartości ładunku elementarnego. Jego masa jest mniejsza od masy neutronu. Neutron nie ma ładunku elektrycznego. Wartość spinowego momentu pędu nukleonu wynosi h/2 gdzie h to ilość nukleonów (Spin - moment magnetyczny własny). Liczba protonów znajdujących się w jądrze jest równa liczbie porządkowej atomu pierwiastka. Liczba neutronów jest równa różnicy liczby masowej i porządkowej. Między nukleonami występują siły jądrowe są to najpotężniejsze siły znane w przyrodzie. Są one siłami przyciągania i nie zależą od rodzaju nukleonów. Siły te mają krótki zasięg (do 2*10^-15m). Siły elektrostayczne działają na większych odległościach.

---