1. Proszę podać jednostki podstawowe w układzie SI.

kilogram [kg], metr [m], sekunda [s], kelvin [K], kandela [cd], amper [A], mol [mol]

2. Jakie są stałe uniwersalne w fizyce?

• prędkość światła w próżni c = 299792458 m/s

• stała Plancka h = 6,6260755(40) · 10^-34 J·s

• przenikalność magnetyczna próżni μ₀ = 4π · 10^-7 H/m

• przenikalność elektryczna próżni ε₀ = 1/(μ₀ · c²) = 8,854187817 · 10^-12 F/m

• stała grawitacji (Newtona) G = 6,67259(85) · 10^-11 m³/(kg · s²)

3. Proszę w jednym zdaniu opisać 6 stanów skupienia materii.

• stan stały - trudno zmienić objętość i kształt

• stan ciekły - trudno zmienić objętość, a kształt łatwo

• stan lotny (gazowy) - łatwo zmienić objętość i kształt, ciało zajmuje całą dostępną mu przestrzeń

• plazma - gaz zjonizowanych cząstek o dużej koncentracji

• kondensat Bosego - Einsteina - kolaps atomów w jeden stan kwantowy

• nadciecz - faza materii charakteryzująca się brakiem lepkości

4. Co to jest antymateria?

antymateria - antycząstki są identyczne z odpowiednimi cząstkami, ale posiadają przeciwne ładunki i liczby kwantowe

5. Z czego zbudowany jest atom?

Atomy są zbudowane z protonów, neutronów i elektronów.

Atomy są zbudowane z jądra (składającego się z nukleonów - protonów i neutronów) otoczonego chmurą elektronów.

6. Co to jest pierwiastek chemiczny; czym różnią się izotopy, izobary, izotony?

pierwiastek chemiczny - substancja składająca się z atomów o tej samej liczbie protonów w jądrze (liczbie atomowej)

izotopy - odmiany pierwiastków mające tę samą liczbę protonów Z, ale różną liczbę neutronów N

izobary - jądra atomowe o równej liczbie masowej A, różniące się liczbą atomową Z (atomy różnych pierwiastków mające tę samą liczbę nukleonów, np. ¹⁴C i ¹⁴N; ¹⁷N, ¹⁷O i ¹⁷F)

izotony - nuklidy (jądra atomowe) pierwiastków mające tę samą liczbę neutronów w jądrze atomowym (np. ²H i ³He; ¹³C i ¹⁴N). Nazwa izoton jest sztuczna, powstała na wzór nazwy izotop przez zamianę litery p na n (co kojarzy się z treścią obu pojęć).

izotop - ta sama liczba protonów, ten sam pierwiastek

izoton - ta sama liczba neutronów, różne pierwiastki

izobar - ta sama masa (liczba protonów i neutronów), różne pierwiastki

7. Jakie znasz kwarki?

Różne.

u (up) - górny, d (down) - dolny, s (strange) - dziwny, c (charm) - powabny, b (beautiful/bottom) - piękny/denny, t (true/top) - prawdziwy/szczytowy

8. proszę podać podstawowy schemat podziału cząstek materii na grupy.

cząstki materii

leptony hadrony

bariony mezony

9. Proszę podać podstawowy schemat podziału cząstek elementarnych na grupy.

cząstki elementarne

cząstki materii nośniki oddziaływań

leptony hadrony

bariony mezony

10. Do jakiej grupy cząstek można zaliczyć elektron?

elektron - fermion (cząstka o spinie połówkowym), lepton

11. Do jakiej grupy cząstek można zaliczyć proton?

proton - fermion, barion, hadron

12. Co opisuje model standardowy?

Model Standardowy - opisuje w języku matematyki materię oraz wszystkie siły we Wszechświecie (z wyjątkiem grawitacji).

13. Proszę wymienić 4 typy oddziaływań w fizyce.

grawitacyjne, słabe, elektromagnetyczne, jądrowe

14. Cechy nematyka.

• cząsteczki są równoległe względem siebie

• cząsteczki nie są zorganizowane w płaszczyzny

• cząsteczki mogą się przemieszczać równolegle względem siebie

• kryształy są bardziej przeźroczyste i mniej lepkie niż smektyki

15. Cechy smektyka.

• cząsteczki organiczne w poszczególnych warstwach są ułożone równolegle

• cząsteczki nie zmieniają położenia w swoich płaszczyznach, natomiast płaszczyzny mogą się przesuwać równolegle względem siebie

• kryształy smektyczne są nieprzeźroczyste i lepkie

• często smektyki przechodzą w nematyki wraz ze wzrostem temperatury

16. Jakie ciekłe kryształy otrzymamy poprzez rozpuszczenie cząsteczek mających tendencję do tworzenia mezofazy?

smektyki, nematyki, cholesteryki

17. Co to jest micela?

micele - kuliste twory zawierające od kilkudziesięciu do kilkuset cząsteczek o własnościach amfifilowych, występują w trwałych emulsjach. W rozpuszczalnikach polarnych polarny koniec samorzutnie ustawia się na zewnątrz miceli, a koniec polarny wewnątrz. W przypadku, gdy emulsja tworzy się w rozpuszczalniku apolarnym, struktura miceli jest dokładnie odwrotna.

18. Co to jest lamela?

lamela - podstawowa jednostka struktury fazy lamelarnej (ciekłych kryształów liotropowych), zbudowana z płaskiej dwuwarstwy molekuł amfifilowych otoczonej z obu stron molekułami rozpuszczalnika.

19. Jak zdefiniujesz położenie punktu w układzie kartezjańskim, a jak w układzie biegunowym?

układ współrzędnych kartezjańskich:

x ·
+ y ·
+ z ·

(x, y, z)

układ współrzędnych biegunowych:

(r,

)

20. Proszę podać definicję prędkości średniej.

=

21. Proszę podać definicję prędkości chwilowej.

=

=

22. Proszę podać definicję przyspieszenia średniego.

=

23. Proszę podać definicję przyspieszenia chwilowego.

=

=

24. Jakie są cechy ruchu jednostajnego?

Wartość prędkości pozostaje stała, przyspieszenie jest równe zero.

= const.; V_śr = V_ch;
= 0

25. Jakie są podstawowe cechy ruchu jednostajnie zmiennego?

przyspieszenie jest stałe:
= const

26. Co oznacza zmiana kierunku wektora prędkości?

Zmiana kierunku wektora prędkości oznacza zmianę kierunku poruszania się ciała oraz to, że ciało doznaje przyspieszenia.

27. Rzut ukośny: która ze składowych prędkości jest stała, a która zmienia się?

Składowa pozioma V_x jest stała we wszystkich momentach lotu - bo ruch bez przyspieszenia.

Składowa V_y zmienia się w sposób ciągły.

28. Proszę podać wzór na prędkość w rzucie pionowym.

v = v₀ - gt

29. Proszę podać wzór na drogę w rzucie pionowym.

y = y₀ + v₀·t -

30. Kamień rzucono ukośnie z balkonu na wysokości H. Kamień upadł na ziemię w odległości d. Czy zasięg tego rzutu był równy d?

Nie. Zasięg R - odległość w poziomie przebyta przez ciało do chwili jego powrotu na wysokość początkową.

31. Czy w ruchu jednostajnym po okręgu punkt materialny doświadcza przyspieszenia?

Tak, bowiem zmienia się kierunek wektora prędkości.

32. Co to jest ruch harmoniczny?

ruch harmoniczny - ruch (okresowy) opisywany sinusoidalną funkcją czasu

33. Jaka jest zależność pomiędzy prędkością liniową a kołową w ruchu harmonicznym?

V = ωAcos(ωt + φ) V = ωr

34. Jaka siła jest źródłem przyspieszenia satelity na orbicie? Ile wynosi to przyspieszenie?

Siła ciężkości. g =
, v_c - krytyczna prędkość orbitalna = 7,90 km/s, R_z - promień Ziemi = 6370 km

35. Co to jest układ inercjalny?

układ inercjalny - układ odniesienia, względem którego każde ciało nie podlegające zewnętrznemu oddziaływaniu z czymkolwiek pozostaje w spoczynku lub porusza się bez przyspieszenia (tzn. ruchem jednostajnym prostoliniowym).

Układ inercjalny to układ, w którym są spełnione zasady dynamiki Newtona.

36. Jaki jest podstawowy warunek stosowania transformacji Galileusza?

S^' porusza się wzdłuż osi x z prędkością v << c .

37. W układzie A poruszającym się względem nieruchomego układu odniesienia B punkt materialny ma współrzędne (0,0). proszę podać współrzędne tego punktu w układzie nieruchomym, jeśli prędkość układu A względem B wynosi 100 m/s.

w układzie B: x' = 0, y' = 0 (0,0)

w układzie A: x = x' + vt, y = y' (100t, 0)

38. ile wynosi prędkość światła w próżni?

c = 299792 km/s
300 000 km/s =
m/s

39. czy prędkość rozchodzenia się fali elektromagnetycznej w próżni zależy od częstości?

Nie, prędkość rozchodzenia się różnych rodzajów fal elektromagnetycznych w próżni jest taka sama.

40. Jaki jest podstawowy warunek stosowania transformacji Lorentza?

Jeden z układów porusza się z prędkością bliską prędkości światła.

41. Proszę podać I zasadę dynamiki Newtona.

Jeżeli na ciało nie działa żadna siła lub siły równoważą się, to nie może się zmienić jego prędkość, a więc nie może ono przyspieszyć.

= 0 ⇒ V = const

42. Proszę podać II zasadę dynamiki Newtona.

Przyspieszenie, jakie uzyskuje ciało jest wprost proporcjonalne do działającej na nie siły i odwrotnie proporcjonalne do jego masy, przy czym kierunek przyspieszenia jest zgodny z kierunkiem działania siły.

43. Proszę podać III zasadę dynamiki Newtona.

Jeżeli pierwsze ciało działa na drugie pewną siłą, to drugie ciało działa na pierwsze siłą równą co do wartości i przeciwnie skierowaną.

F₁₂ = -F₂₁

44. Proszę podać zasadę zachowania pędu.

Jeżeli na ciało nie działa żadna siła, to pęd jest stały.

Całkowity pęd p układu dwóch ciał, będący sumą wektorową ich pędów, pozostaje stały.

45. Co to jest ciężar?

ciężar - siła z jaką Ziemia przyciąga ciało

46. Masa ciała wynosi 100 kg. Ile waży to ciało?

w = m₀·g = 100 · 10 = 1000 N

47. Co to jest siła normalna?

siła normalna N - siła prostopadła do powierzchni, siła którą powierzchnia działa na ciało naciskające na tę powierzchnię.

48. Co to jest tarcie statyczne? Proszę podać wzór.

F_s ≤ μ_sN

49. Co to jest tarcie dynamiczne? Proszę podać wzór.

F_k = μ_kN

50. Czy tarcie dwóch doskonale wypolerowanych powierzchni będzie większe od tarcia powierzchni niewypolerowanych?

Tak, gdyż będzie się ze sobą stykać większa liczba cząsteczek obu ciał, przez co silniejsze będą oddziaływania międzycząsteczkowe.

51. Czy tarcie statyczne jest mniejsze od kinetycznego, czy odwrotnie?

Zwykle μ_s > μ_k czyli f_s > f_k

52. Jak zmniejszyć tarcie przy wyciąganiu gwoździa z deski?

Zagiąć gwóźdź, a następnie obracać go w trakcie wyciągania.

53. Proszę podać wzór na energię kinetyczną ciała.

E_k =

54. Czy jeśli działająca siła jest stała, to ma jakikolwiek wpływ na tor, po jakim porusza się ciało?

Jeśli siła ma stałą wartość, to ciało przemieszcza się po torze prostoliniowym.

55. Jeżeli siła jest przyłożona do ciała pod pewnym kątem, to która składowa tej siły będzie odpowiedzialna za wykonaną pracę: prostopadła do ruchu, równoległa do ruchu, czy obie?

Praca wykonywana jest jedynie przez składową siły równoległą do kierunku ruchu.

56. Co to jest praca? Proszę podać wzór.

Praca jest jedną z form energii.
W =

57. Kiedy praca siły F będzie dodatnia?

Gdy przemieszczenie jest zgodne z kierunkiem siły.

58. Kiedy praca siły F będzie ujemna?

Przemieszczenie przeciwne do kierunku siły.

59. Kiedy praca siły F będzie równa zeru?

Gdy kąt między F i s jest równy
, a więc siła nie ma składowej w kierunku przemieszczania.

60. Jeżeli zmiana energii kinetycznej ciała wynosi ∆E_k, to ile wynosi praca W?

W = ∆E_k

61. Jeśli siła sprężystości F = -kd, to ile wyniesie praca siły sprężystości?

W =

62. Co to jest moc średnia, a co chwilowa?

P_śr =
P =

63. Co to znaczy, że siła jest zachowawcza?

Jeśli ciało, na które działa jedna lub więcej sił powraca do położenia początkowego i ma taką samą energię kinetyczną jak na początku, to siła jest zachowawcza.

Siły zachowawcze są takimi funkcjami F(s), że pracę można wyrazić przez różnicę wielkości E_p(s) na początku i na końcu drogi:

- droga zamknięta

64. Jeśli zmiana energii potencjalnej ciała wynosi ∆E_P, to ile wynosi praca W?

W = -∆E_P

65. Czy grawitacyjna energia potencjalna zależy od przemieszczenia w kierunku y (równoległym do kierunku siły ciężkości)?

Tak. Grawitacyjna energia potencjalna zależy od położenia ciała w pionie, liczonego względem punktu odniesienia.

66. W jakim układzie będzie spełniona zasada zachowania energii mechanicznej?

W odosobnionym (izolowanym) układzie ciał oddziałujących ze sobą siłami zachowawczymi.

67. Proszę podać zasadę zachowania energii mechanicznej.

E_P1 + E_K1 = E_P2 + E_K2

68. Proszę podać zasadę zachowania energii całkowitej.

Energia całkowita układu izolowanego nie może się zmienić.

∆E_mech + ∆E_term + ∆E_wewn = 0

69. Co to jest środek masy układu?

środek masy ciała (układu ciał) - punkt, który porusza się tak, jakby skupiona w nim była cała masa układu, a siły zewnętrzne były przyłożone w tym punkcie.

70. Proszę podać wzór na obliczenie środka masy punktów materialnych m₁, m₂ i m₃ odległych, odpowiednio, od środka układu współrzędnych o r₁, r₂ i r₃.

71. Jakie zderzenie nazywamy sprężystym?

Zderzenie podczas którego zachowane są pęd i energia kinetyczna.

72. Jakie zderzenie nazywamy niesprężystym?

Zachowany pęd, ale nie energia kinetyczna.

73. Jakie zderzenie nazywamy całkowicie niesprężystym?

Jeśli ciała po zderzeniu łączą się.

74. Kiedy zderzenie jest peryferyczne?

Jeśli zderzenie zachodzi wzdłuż prostych nie pokrywających się.

75. Proszę podać wzór - definicję na popęd siły.

76. Jeśli zderzenie dwóch ciał m₁ i m₂ było całkowicie niesprężyste, to ile wynosi prędkość tych ciał po zderzeniu, jeśli prędkości początkowe są odpowiednio równe v₁ i v₂ = 0?

m₁v₁ + 0 = (m₁ + m₂)v ⇒ v= v₁

77. Jeżeli z nieruchomą tarczą m₂ zderza się sprężyście i czołowo ciało o masie m₁ << m₂, to jaki będzie tor tego ciała po zderzeniu?

Ciało odbije się od tarczy w kierunku, z którego przyleciało.

78. Jeżeli z nieruchomą tarczą m₂ zderza się sprężyście i czołowo ciało o masie m₁ >> m₂, to jaki będzie tor tego ciała po zderzeniu?

Ciało będzie się dalej poruszało w tym samym kierunku.

79. Jeżeli z nieruchomą tarczą m₂ zderza się sprężyście i czołowo ciało o masie m₁ = m₂, to jaki będzie tor tego ciała po zderzeniu?

Ciało się zatrzyma.

80. Co to jest bryła sztywna?

Bryła jest doskonale sztywna, jeśli odległości między dwoma dowolnymi jej punktami są stałe.

81. Proszę podać i opisać wzór na moment bezwładności bryły sztywnej.

I = ∑ m_ir_i²

m - masa fragmentów ciała oddalonych od osi obrotu o r

r - odległość fragmentów ciała od jego osi obrotu

82. Ile wynosi energia kinetyczna ciała sztywnego związana z ruchem obrotowym?

83. Czy łatwiej wprawić w ruch obrotowy pręt względem długiej osi, czy względem osi prostopadłej do tej osi? Dlaczego?

Łatwiej względem osi podłużnej, bo masa jest skupiona bliżej osi.

84. Twierdzenie Steinera.

I = I_śm + md²

85. Co to jest ruch toczny?

ruch toczny = ruch obrotowy + ruch postępowy

86. Jaki wymiar ma współczynnik tarcia tocznego i dlaczego?

Współczynnik ten ma wymiar długości i jest podawany w metrach. wynika to z faktu, ze styk walca i płaszczyzny nie odbywa się wzdłuż tworzącej przechodzącej przez punkt A, lecz na ograniczonej powierzchni wynikającej ze wzajemnych odkształceń w miejscu styku walca i powierzchni.

87. Proszę podać i opisać wzór na całkowitą energię ruchu tocznego.

88. Proszę obliczyć moment bezwładności cienkiego jednorodnego pręta o masie M i długości L względem osi obrotu prostopadłej do pręta i przechodzącej przez jego lewy koniec. Moment bezwładności względem osi przechodzącej przez środek masy wynosi 1/12 ML².

I = I_śm + Md² =

89. Proszę podać i opisać wzór na moment pędu. Jak będzie skierowany wektor momentu pędu?

Wektor momentu pędu jest skierowany prostopadle do płaszczyzny wyznaczanej przez wektory r i v

90. Jak definiujemy moment siły?

M = rF_ST = Frsinφ
M = Iα

91. Moment siły jest odpowiednikiem siły w ruchu postępowym. Proszę uzasadnić to stwierdzenie odpowiednim przekształceniem wzoru F = ma.

F = ma F_st = ma_st M = F_str = ma_str a_st = αr M = mαrr = mr²α = Iα

92. Konieczne jest odkręcenie śruby mocującej koło w samochodzie. W jaki sposób należy trzymać klucz, aby skuteczność była największa: na końcu uchwytu czy w połowie uchwytu? Z czego wynika odpowiedź?

Na końcu uchwytu, gdyż wtedy jest największy moment siły. Odpowiedź wynika z faktu, że M = F_str.

93. Czemu równa się wypadkowy zewnętrzny moment siły M_wyp? Proszę skorzystać z I zasady Newtona dla ruchu obrotowego.

L = mωr² = mr² ω = Iω

94. Jakie cechy ma siła centralna?

• jest skierowana stale do (lub od) tego samego punktu zwanego środkiem lub centrum siły

• nie zależy od θ i φ

95. Co wyraża moduł Younga? Proszę podać i opisać wzór.

Moduł Younga jest hipotetycznym naprężeniem, które wystąpiłoby przy dwukrotnym wydłużeniu próbki materiału, przy założeniu, że jej przekrój nie ulegnie zmianie.

F - wartość siły powodującej odkształcenie

S - pole przekroju poprzecznego, na które prostopadle działa siła F

96. Proszę podać i opisać wzór na moduł ścinania.

naprężenie =
, gdzie

- odkształcenie ciała przy ścinaniu

∆x - przemieszczenie jednego końca ciała w kierunku przyłożonej siły F

F - wartość siły powodującej to odkształcenie

S - pole przekroju poprzecznego, na który równolegle działa siła F

G - moduł ścinania materiału, z którego wykonane jest ciało

97. Proszę podać i opisać wzór na moduł ściśliwości.

ciśnienie =

p - ciśnienie (naprężenie objętościowe) działające ze strony cieczy

- względna zmiana objętości (odkształcenie) pod wpływem tego ciśnienia

K - moduł ściśliwości materiału, z którego wykonane jest ciało

98. Co to jest jednostka astronomiczna?

jednostka astronomiczna (AU, j.a.) - równa się średniej odległości Ziemi od Słońca (długość wielkiej półosi orbity Ziemi wokół Słońca). 1 AU = 1,4959789 · 10¹¹ m 1 AU to ok. 150 mln km

99. Co to jest parsek?

1 parsek to odległość, z jakiej 1 AU jest widoczna jako łuk o długości 1 sekundy.

1 pc = 206265 AU = 3,26 lat świetlnych = 3,094 · 10 ¹⁶ m

100. Proszę podać i opisać prawo grawitacji Newtona.

m₁, m₂ - masy ciał

r - odległość mas

G - stała grawitacji = 6,67 · 10^-11 Nm²/kg²

F - siła, z jaką oddziałują na siebie dwa ciała we Wszechświecie

101. Ile wynosi przyciąganie ziemskie we wnętrzu Ziemi?

Wewnątrz powłoki wypadkowa siła grawitacyjna = zero.

102. Co to jest pierwsza prędkość kosmiczna?

I prędkość kosmiczna - prędkość, jaką należy nadać obiektowi, aby mógł on orbitować wokół Ziemi lub innego ciała kosmicznego, np. planety. Dla Ziemi v₁ = 7,91 km/s

103. Co to jest druga prędkość kosmiczna?

II prędkość kosmiczna - prędkość, jaką należy nadać obiektowi, aby wyrwał się z grawitacji danego ciała kosmicznego. Dla Ziemi v₂ = 11,19 km/s

104.Co to jest trzecia prędkość kosmiczna?

III prędkość kosmiczna - prędkość ucieczki z Układu Słonecznego. v₃ = 42 km/s

105. Proszę podać I prawo Keplera.

Wszystkie planety poruszają się po orbitach w kształcie elipsy, w której ognisku znajduje się Słońce.

106. Proszę podać II prawo Keplera.

Linia łącząca planetę ze Słońcem zakreśla w jednakowych odstępach czasu jednakowe pola powierzchni w płaszczyźnie orbity.

107. Proszę podać III prawo Keplera.

Kwadrat okresu T ruchu każdej planety na orbicie wokół Słońca jest proporcjonalny do sześcianu półosi wielkiej a tej orbity.

108. Jaką orbitę nazywamy geostacjonarną?

orbita geostacjonarna (geosynchroniczna) - orbita kołowa umieszczona w płaszczyźnie równikowej na wysokości 35 786 km. Satelity poruszające się po orbicie geostacjonarnej mają czas obiegu równy czasowi pełnego obrotu Ziemi, dzięki czemu ich położenie względem Ziemi jest stałe.

109. Co to jest częstotliwość w ruchu drgającym?

częstotliwość ν - liczba pełnych drgań (cykli) wykonywanych w każdej sekundzie; jednostką jest herc (1 Hz = 1/s = 1 drganie/s)

110. Co to jest okres drgań?

111. Wychylenie w ruchu drgającym możemy opisać funkcją x(t) = Asin(ωt + ϕ). Proszę narysować wykresy wychylenia, prędkości i przyspieszenia.

Na pierwszym wykresie na osi OY w maksimum lokalnym y = x_m, w minimum y = -x_m; na drugim wykresie odpowiednio ωx_m i -ωx_m; na trzecim ω²x_m i -ω²x_m.Faza początkowa ϕ = 0. Przyspieszenia ma przeciwną fazę do przemieszczenia, a prędkość jest przesunięta w fazie o π/2.

112. Wychodząc z drugiej zasady dynamiki proszę udowodnić, że w ruchu harmonicznym częstość kołowa
, gdzie k to stała sprężystości, a m masa.

F = ma a(t) = -ω²x(t) F = -mω²x F = -kx F = F -mω²x = -kx

mω² = k ω² =

113. Od czego zależy wartość energii mechanicznej w ruchu harmonicznym?

E = E_P(t) + E_K(t) =

114. Wahadła w fizyce: torsyjne, matematyczne i fizyczne.

wahadło torsyjne (skrętne) - oscylator, w którym sprężystość jest związana ze skręcaniem; T = 2π

I - moment bezwładności

κ - moment kierujący (stała zależna od materiału)

wahadło matematyczne - masa m zawieszona na nieważkiej nici o długości L; T = 2π

wahadło fizyczne - bryła dowolnego kształtu zawieszona na osi O; T = 2π

115. Jeśli skrócimy długość wahadła matematycznego czterokrotnie, to jak zmieni się okres drgań tego wahadła?

T = 2π
L₂ = L₁/4 T₁ = 2π
T₂ = 2π

⇒ Okres skróci się o połowę.

116. Jak zmieni się okres drgań wahadła matematycznego, jeżeli umieścimy je na Księżycu?

g_k ≈ g/6 T_Z = 2π
T_K = 2π

T_K = T_Z
⇒ Okres zwiększy się
razy.

117. Od czego zależy energia oscylatora tłumionego?

E(t) ≈
b - stała tłumienia

118. Kiedy mamy do czynienia z rezonansem mechanicznym?

rezonans mechaniczny - zjawisko pobudzania do drgań za pomocą impulsów o częstotliwości równej częstotliwości drgań własnych pobudzanego układu.

119. Czy fale mechaniczne mogą rozchodzić się w próżni?

Nie, gdyż istnieją tylko w ośrodku materialnym.

120. Czy fale elektromagnetyczne mogą rozchodzić się w próżni?

Tak, nie wymagają one ośrodka.

121. Jeśli masa ciała wynosi 5 · 10^-6 kg, a jego prędkość v = 100 m/s, to ile wynosi długość fali de Broglie'a dla tego ciała (h = 6.63 · 10^-34 Js)?

λ =
p = mv λ =
= 1,326 · 10^-30 m

122. Proszę opisać falę poprzeczną.

W fali poprzecznej wychylenie cząstek ośrodka z pozycji równowagi jest prostopadłe do kierunku propagacji fali - cząstki ośrodka nie przemieszczają się wraz z falą, a jedynie oscylują w górę i w dół względem położenia równowagi w trakcie przemieszczania się fali.

123. Czy fala dźwiękowa jest falą poprzeczną, czy też podłużną?

W ośrodku gazowym lub ciekłym fale dźwiękowe są wyłącznie podłużne, w ciałach stałych może propagować się jako fala poprzeczna.

124. Proszę opisać fale podłużną.

Ruch cząsteczek jest równoległy do kierunku ruchu fali.

125. Co to jest fala mechaniczna?

fala mechaniczna - zachowanie ośrodka, w którym przekazywana jest energia, ale materia nie zmienia swojego miejsca. Cząstki ośrodka poruszają się jedynie względem swoich położeń równowagi.

126. Z jakim typem fali mechanicznej mamy do czynienia w przypadku fal na wodzie?

Fale wodne są kombinacją fal podłużnych i poprzecznych.

127. Co się stanie, gdy fala mechaniczna dociera do ośrodka o mniejszej gęstości?

v_o < v_t ⇒ ta sama faza składowej odbitej

128. Co się stanie, gdy fala mechaniczna dociera do ośrodka o większej gęstości?

v_o > v_t ⇒ odwrócenie w fazie

129. Co to jest amplituda fali?

amplituda fali A - maksymalne przemieszczenie elementu względem położenia równowagi. Jest to wartość bezwzględna - A zawsze > 0

130. Proszę podać i opisać wzór na liczbę falową.

k = 2π/λ [radian/m] λ - długość fali

131. Co to jest prędkość fazowa w ruchu falowym?

prędkość fazowa - prędkość, z jaką porusza się punkt o danej fazie, np. punkt, w którym wychylenie jest maksymalne

v_faz = ± ω/k = ± λν

132. Co to jest czoło fali?

czoło fali (powierzchnia falowa) - zbiór punktów w przestrzeni, w których faza ma taką samą wartość

133. Na czym polega zjawisko interferencji fal?

interferencja - zjawisko nakładania się fal prowadzące do zwiększania lub zmniejszania amplitudy fali wypadkowej

134. W jaki sposób powstaje fala stojąca - proszę wymienić 3 konieczne warunki.

fala stojąca - zjawisko, które może wystąpić na skutek interferencji dwóch fal o tych samych częstościach, które poruszają się w tym samym ośrodku w przeciwnych kierunkach

135. Podział fal dźwiękowych.

Ze względu na zakres częstotliwości:

• infradźwięki - poniżej 20 Hz

• dźwięki słyszalne - od 20 Hz do 20 kHz

• ultradźwięki - powyżej 20 000 Hz

Dodatkowo ze względu na ogromne amplitudy i medium wyróżniono w osobnej grupie fale sejsmiczne.

136. Interferencja fal dźwiękowych.

Fale dźwiękowe interferują tak jak fale poprzeczne. Fala wynikowa jest sumą algebraiczną fal interferujących.

137. Głośność i poziom głośności.

głośność - wielkość charakteryzująca subiektywne odczuwanie natężenia dźwięku przez człowieka. Głośność zależy od natężenia i częstotliwości dźwięku. Jednostką głośności jest son.

poziom głośności (skala głośności) - wielkość subiektywna, względna głośność dźwięku, odniesiona do progu słyszalności (I₀) przy 1 kHz. Jednostką poziomu głośności jest fon.

138. Zjawisko Dopplera (ruchomy obserwator, nieruchome źródło).

ν' = ν
v_ź = 0 ν' = ν(1 ±
)

139. Zjawisko Dopplera (nieruchomy obserwator, ruchome źródło).

ν' = ν
v_o = 0 ν' = ν

140. Zastosowania zjawiska Dopplera.

radar dopplerowski, USG - doppler

141. Fala uderzeniowa. patrz punkt 169.

142. Percepcja dźwięku.

Dźwięki, które słyszymy możemy scharakteryzować przez trzy parametry:

• wysokość dźwięku, za którą odpowiada częstość drgań

• głośność dźwięku, za którą odpowiada amplituda drgań

• barwa dźwięku, za którą opowiada kompozycja różnych częstości

143. Gęstość i ciśnienie płynu.

gęstość w danym punkcie ρ(r, t)

ciśnienie p(r, t) p = F/S

144. Ciśnienie hydrostatyczne.

p = p₀ + ρgh

145. Prawo Pascala. patrz punkt 179.

146. Prawo Archimedesa.

Na ciało zanurzone w płynie działa pionowa, skierowana ku górze siła wyporu F_w. Wartość siły jest równa ciężarowi mg wypartej cieczy. Siła jest przyłożona w środku geometrycznym ciała.

147. Równanie ciągłości dla przepływu płynu doskonałego.

S₁v₁ = S₂v₂

R_v = Sv = const R_v - szybkość przepływu objętości płynu [m³/s]

148. Równanie Bernoulliego. patrz punkt 188.

149. Układ termodynamiczny i jego własności.

W termodynamice układem nazywamy wyodrębnioną ilość materii. stan układu termodynamicznego opisany jest przez parametry termodynamiczne - mierzalne wielkości makroskopowe związane z układem, takie jak: ciśnienie p, objętość V, temperatura T, gęstość ρ, energia chemiczna, ilość substancji (nazywamy je własnościami układu).

150. Procesy odwracalne i nieodwracalne. patrz punkt 200.

151. Zasady termodynamiki. patrz punkty 201. - 204.

152. Pojemność cieplna, ciepło właściwe i ciepło przemiany. patrz punkty 209. - 211.

153. Energia cząsteczek w termodynamice, zasada ekwipartycji.

E_k =
kT U = nC_VT

zasada ekwipartycji energii - na każdy stopień swobody (na każdy rodzaj energii) przypada `porcja'
kT

154. Przemiany izoparametryczne.

• przemiana izochoryczna - stała objętość

• przemiana izobaryczna - stałe ciśnienie

• przemiana izotermiczna - stała temperatura

• przemiana adiabatyczna - układ nie wymienia ciepła z otoczeniem (układ izolowany lub przemiana gwałtowna)

155. Funkcje stanu.

Dla gazu idealnego (doskonałego) do określenia jego stanu wystarczą dwie z trzech wielkości: ciśnienie, temperatura, objętość.

temperatura - funkcja stanu związana z sumaryczną energią kinetyczną ruchu i drgań wszystkich cząsteczek tworzących dany układ

ciśnienie - stosunek składowej normalnej siły wywieranej przez substancję na ścianki układu do wielkości powierzchni

Inne funkcje stanu to energia, entalpia i entropia.

156. Zasady termodynamiki w układach otwartych.

I zasada termodynamiki dla układu otwartego.

Zmiana energii wewnętrznej układu otwartego równa się sumie porcji energii dodanych do układu przez masę i ciepło wpływające do układu minus porcje energii utracone wraz z masą opuszczającą układ i w formie pracy wykonanej przez układ.

dU = dU_in + δQ - dU_out - δW

Druga zasada termodynamiki dotyczy układów zamkniętych. Dowolny otwarty podukład tego układu może zmniejszać swoją entropię eksportując ją na zewnątrz, do reszty układu.

157. Przemiany energetyczne w przyrodzie.

Podstawową własnością organizmów żywych jest zdolność do przetwarzania energii.

Ilość energii jest zachowywana, lecz jej jakość nie.

Organizmy są wyspami niskiej entropii w oceanie rosnącej entropii Wszechświata.

158. Proszę dokończyć zdanie: Infradźwięki to fale dźwiękowe o częstotliwościach ......poniżej 20 Hz ...

159. Proszę dokończyć zdanie: Infradźwięki to fale dźwiękowe o częstotliwościach ....powyżej 20 Hz ...

160. Jaką postać mają powierzchnie fazowe punktowego źródła dźwięku?

W pobliżu źródła fali czoła są sferyczne, w dalszej odległości od źródła czoła fali można przybliżać płaszczyznami.

161. Dlaczego falę dźwiękową nazywamy falą ciśnienia?

Fala dźwiękowa wywołuje zmiany ciśnienia ∆p ośrodka względem ciśnienia równowagowego - ciśnienie w obszarze jej przechodzenia zmienia się sinusoidalnie (są obszary rozrzedzenia i zagęszczenia powietrza)

162. Proszę podać warunki interferencji konstruktywnej i destruktywnej fal dźwiękowych.

interferencja konstruktywna φ = 2n·π ≡ ∆L/λ = 0, 1, 2, ...

interferencja destruktywna φ = (2n + 1)π ≡ ∆L/λ =
, ...

163. Jaka jest zależność natężenia dźwięku od źródła punktowego? Proszę podać i opisać wzór.

I - natężenie dźwięku [W/m²]

P_Ź - moc źródła fali dźwiękowej [W]

r - odległość od źródła dźwięku [m]

164. Proszę podać dwa czynniki, od których zależy głośność dźwięku.

natężenie i częstotliwość

165. Co to jest barwa dźwięku?

barwa dźwięku - subiektywna cecha dźwięku, która pozwala odróżnić brzmienia różnych instrumentów lub głosu. Uzależniona jest od ilości, rodzaju i natężenia tonów składowych. Barwa zmienia się m. in. wraz z wysokością dźwięku (częstotliwością).

166. Jak wyrażamy głośność w skali logarytmicznej? Proszę podać i opisać wzór.

β = 10 log (
) [dB]

β - poziom natężenia dźwięku

I₀ - natężenie odniesienia (próg słyszalności dźwięku o częstotliwości 1000 Hz) = 10^-12 W/m²

167. Czym się różni echo od pogłosu?

Jeśli dźwięk odbity od przeszkody (np. budynek, gęsty las) dotrze do odbiorcy z odpowiednio dużym opóźnieniem (od 70 do 100 milisekund), to usłyszymy go jako dźwięk, czyli tzw. echo. Jednak gdy fale dźwiękowe dotrą wcześniej, to odbiorca usłyszy pogłos, bo zmysł słuchu nie może wyodrębnić dźwięków występujących po sobie bardzo szybko.

168. Czego dotyczy zjawisko Dopplera? Proszę podać i opisać wzór.

Jeżeli detektor lub źródło (lub oba jednocześnie) poruszają się, to częstość emitowaną ν i zarejestrowaną ν' wiąże następująca zależność: ν' = ν
.

169. Kiedy powstaje fala uderzeniowa?

Fala uderzeniowa powstaje zawsze, gdy przedmiot wytwarzający falę porusza się szybciej od niej.

170. Co oznacza 1 Mach?

1 Mach oznacza, że stosunek prędkości obiektu poruszającego się w pewnym ośrodku do prędkości dźwięku w tym ośrodku wynosi 1.

171. Za co są odpowiedzialne komórki rzęsate?

Płyn ślimaka przemieszczany jest przez fale dźwiękowe (dochodzące za pośrednictwem kosteczek ucha środkowego), wówczas komórki rzęsate uginają się i dochodzi do reakcji chemicznej pobudzającej odpowiednie zakończenia nerwowe, co powoduje przesyłanie informacji do obszarów mózgu odpowiedzialnych za słyszenie.

172. Jaki jest średni zakres słyszalności dźwięków?

20 Hz - 20 kHz

173. Jaki parametr fali dźwiękowej decyduje o wysokości dźwięku?

częstotliwość

174. Jaki parametr fali dźwiękowej decyduje o głośności dźwięku?

Głośność dźwięku zależy od natężenia dźwięku, czyli od kwadratu amplitudy drgań.

175. Co to są płyny?

Płyny to gaz i ciecz.

176. Od czego zależy (w stanie równowagi) ciśnienie płynu?

p(r, t) p = F/S

177. Do czego służy barometr?

Barometr - przyrząd służący do pomiaru ciśnienia. W szczególności barometr meteorologiczny jest używany do pomiaru ciśnienia atmosferycznego.

178. Co to jest ciśnienie płynu? Proszę podać i opisać wzór.

p = F/S [1 Pa = 1N/1m²]

ciśnienie p - wartość siły prostopadłej do powierzchni, na którą ta siła działa podzielona przez pole tej powierzchni; ciśnienie jest skalarem, a nie wektorem.

179. Proszę podać prawo Pascala.

Jeżeli na ciecz lub gaz w zbiorniku wywierane jest ciśnienie zewnętrzne, to ciśnienie wewnątrz zbiornika jest wszędzie jednakowe i równe ciśnieniu atmosferycznemu.

180. Jaka jest relacja siły działającej na tłok roboczy względem siły działającej na tłok pompy dla podnośnika pneumatycznego lub hydraulicznego?

Siła działająca na tłok roboczy jest tyle razy większa od siły działającej na tłok pompy, ile razy powierzchnia tłoku roboczego jest większa od powierzchni pompy.

181. Dlaczego kamień wrzucony do wody tonie, a kawałek drewienka o tej samej objętości nie? Proszę podać prawo, które pozwala odpowiedzieć na to pytanie.

Siła ciężkości działająca na kamień jest większa niż działająca na niego siła wyporu, natomiast w przypadku drewienka jest odwrotnie. Wynika to z prawa Archimedesa.

182. Proszę podać 5 cech płynu doskonałego.

Płyn doskonały to płyn nieściśliwy i nielepki, a jego przepływ jest ustalony, laminarny i bezwirowy.

183. Proszę podać prawo empiryczne określające siłę oddziaływania występującą między dwiema warstwami cieczy w ruchu laminarnym.

Siła F, jaką wywierają na siebie dwie sąsiadujące ze sobą warstwy płynu jest proporcjonalna do iloczynu ich powierzchni styku S i gradientu prędkości
: F = η
S.

η - współczynnik lepkości [Ns/m²]

184. Co to jest siła oporu? Jak jest skierowana? Proszę podać i opisać wzór Stokesa.

F_o = α·l·η·v

α - stała zależna od kształtu ciała

η - współczynnik lepkości

l - wymiar liniowy ciała

v - prędkość

Wypadkowa siła oporu działa przeciwnie do kierunku ruchu ciała:

Dla kuli o promieniu r (l = r) współczynnik α = 6π i równanie przechodzi w tzw. prawo Stokesa:

F_o = 6πrηv

185. Co charakteryzuje liczba Reynoldsa?

Liczba Reynoldsa charakteryzuje rodzaj przepływu:

R_e < 2300 - przepływ laminarny (uporządkowany)

2300 < R_e < 10 000 - przepływ przejściowy (częściowo burzliwy)

R_e > 10 000 - przepływ turbulentny (burzliwy)

186. Proszę podać i opisać równanie ciągłości.

S₁v₁ = S₁v₁

R_v = Sv = const (inna postać)

R_v - szybkość przepływu objętości płynu (strumień objętościowy) [m³/s]

187. Czy w naczyniach krwionośnych przepływ jest laminarny, czy burzliwy?

W aorcie jest przepływ burzliwy, w tętniczkach staje się laminarny.

188. Proszę podać i opisać równanie Bernoulliego dla płynu doskonałego.

p +
ρv² + gρy = const

189. Na czym polega paradoks hydrodynamiczny?

Płyn płynąc w rurze o zmieniającym się przekroju ma mniejsze ciśnienie na odcinku, gdzie przekrój jest mniejszy.

190. Proszę wyznaczyć prędkość wypływu cieczy z naczynia pod ciśnieniem atmosferycznym, jeśli otwór wypływowy znajduje się w odległości h od powierzchni cieczy.

dla powierzchni: p₀ + ρgh = const

dla otworu:
ρv_b² + p₀ = const

ρv_b² + p₀ = p₀ + ρgh

v_b =
- wzór Torricellego

191. Jakie właściwości termodynamiczne nazywamy intensywnymi, a jakie ekstensywnymi?

własności intensywne - nie zależą od masy (ilość materii) zawartej wewnątrz granic układu

własności ekstensywne - są proporcjonalne do ilości materii w układzie

Parametry ekstensywne dzielone przez masę stają się intensywne (np. objętość i objętość właściwa)

192. Co to jest temperatura (w sensie termodynamicznym)?

temperatura - to funkcja stanu związana z sumaryczną energią kinetyczną ruchu i drgań wszystkich cząsteczek tworzących dany układ

193. Co oznacza, z fizycznego punktu widzenia, temperatura T = 0 K?

Ustaje wszelki ruch cząsteczek.

194. Proszę podać definicję 1 mola.

1 mol to liczność materii układu zawierającego liczbę cząsteczek równą liczbie atomów w masie 12 gramów izotopu węgla ¹²C.

195. Proszę podać definicję liczby Avogadra.

liczba Avogadra - liczba cząstek znajdujących się w 1 molu, równa ok. 6,022 · 10²³ cząstek

196. Masa atomowa cynku wynosi 65,38u. Ile moli stanowi 130,76 g?

2 mole. Pytanie poniżej krytyki.

197. Wykres fazowy: co to jest punkt potrójny, a co punkt krytyczny? Co jest na osiach tego wykresu?

Oś OY - ciśnienie, oś OX - temperatura

punkt potrójny - stan termodynamiczny, w którym faza ciekła, gazowa i stała są w równowadze termodynamicznej

punkt krytyczny - stan termodynamiczny, w którym faza ciekła i gazowa substancji są w równowadze w najwyższej możliwej temperaturze

198. Od jakich dwóch parametrów termodynamicznych zależą stany skupienia materii?

Od ciśnienia i temperatury.

199. Co to jest proces termodynamiczny?

proces termodynamiczny (przemiana termodynamiczna) - przejście między dwoma równowagowymi stanami układu

200. Procesy odwracalne i nieodwracalne. Jaka jest różnica?

proces odwracalny - proces, który może przebiegać bezstratnie w obie strony. Czas przechodzenia do innego stanu jest na tyle długi, że stany pośrednie można uznać za równowagowe. Proces odwracalny jest zawsze kwazistatyczny.

proces nieodwracalny - proces, którego kierunku nie można odwrócić przez prostą zmianę jednej lub więcej zmiennych stanu termodynamicznego (temperatura, ciśnienie, objętość). Procesy rzeczywiste są nieodwracalne. Nieodwracalność procesów wiąże się z dyssypacją (rozpraszaniem) energii.

201. Proszę podać zerową zasadę termodynamiki.

Jeśli ciała A i B są w równowadze termicznej z ciałem T, to są w równowadze termicznej ze sobą.

Inaczej: jeśli dwa ciała są w równowadze termodynamicznej ze sobą, to mają równą temperaturę.

202. Proszę podać pierwszą zasadę termodynamiki.

Zmiana energii wewnętrznej ∆U jest równa sumie pracy W wykonanej przez układ bądź nad układem i ciepła Q dostarczonego lub oddanego przez układ.

∆U = Q + W

203. Proszę podać drugą zasadę termodynamiki.

Niemożliwa jest przemiana, której jedynym wynikiem byłaby zamiana na pracę ciepła pobranego ze źródła mającego wszędzie tą samą temperaturę (Kelvin).

Żadna pracująca cyklicznie maszyna nie może, bez dodatkowych efektów, przenosić w sposób ciągły ciepła z jednego ciała do drugiego, mającego wyższą temperaturę (Clausius).

Entropia nigdy nie maleje. ∆S ≥ 0

Nie można zbudować perpetuum mobile drugiego rodzaju.

204. Proszę podać trzecią zasadę termodynamiki.

Dla układów skondensowanych (ciała stałe i ciecze) entropia równa się zero w temperaturze zera bezwzględnego (Nerst).

Entropia każdego ciała doskonale jednolitego jest zerem w temperaturze zera bezwzględnego (Planck).

205. Jakie punkty wyznaczają skalę Celsjusza?

Krzepnięcie i wrzenie wody.

206. Jakie punkty wyznaczają skalę Kelvina?

Zero bezwzględne oraz punkt potrójny wody.

207. Jaka jest relacja między stopniem Celsjusza a stopniem Kelvina?

stopień Celsjusza = stopień Kelvina

1°K = 1°C =

208. Jakie własności ciał pozwalają nam mierzyć temperaturę?

długość, objętość, opór elektryczny, ciśnienie gazu, kolor żaru

209. Co to jest pojemność cieplna? Proszę podać i opisać wzór.

pojemność cieplna C - stała proporcjonalności pomiędzy ciepłem Q pobieranym lub oddawanym przez ciało, a spowodowaną tym zmianą temperatury

Q = C∆T = C(T_konc - T_pocz) C [J/K]

210. Co to jest ciepło właściwe? Proszę podać i opisać wzór.

ciepło właściwe c - energia potrzebna do podniesienia temperatury jednej jednostki masy ciała o jedną jednostkę temperatury

Q = cm∆T c [J/(kg·K)]

211. Co nazywamy ciepłem przemiany? Proszę podać i opisać wzór.

ciepło przemiany c_przem - ilość energii, którą w postaci ciepła trzeba przekazać jednostkowej masie substancji, aby uległa ona przemianie fazowej

Q = c_przemm

212. Proszę wymienić i krótko opisać trzy podstawowe mechanizmy przewodnictwa cieplnego.

• konwekcja - przepływ ciepła (wraz z cząstkami ciała) związany z ruchem spowodowanym różnicą temperatur w płynie (np. prądy termiczne)

• promieniowanie - przepływ ciepła w wyniku promieniowania elektromagnetycznego

• przewodnictwo cieplne - przenoszenie ciepła za pośrednictwem wymiennika ciepła

213. Co nazywamy w termodynamice pracą objętościową?

Jest to praca W wykonana przez gaz przy zmianie objętości od V_pocz do V_konc, wyrażona wzorem:

W =

214. Jeżeli wystawimy balonik na słońce, jak zmieni się energia wewnętrzna zawartego w nim gazu?

Energia wewnętrzna wzrośnie wskutek dostarczonego ciepła.

215. Jak zmieni się energia wewnętrzna gazu w baloniku, jeśli wsadzimy balonik do zamrażalnika?

Energia wewnętrzna zmaleje na skutek utraty ciepła.

216. Proszę podać dwa sposoby zmiany energii wewnętrznej układu.

Poprzez pracę i ciepło.

217. Proszę podać i opisać równanie gazu doskonałego.

pV = nRT R - stała gazowa = 8,31 J/(mol · K)

218. Przy jakich warunkach gaz możemy traktować jako doskonały?

• cząsteczki są punktami materialnymi

• cząsteczki gazu nie oddziałują

• cząsteczek jest dużo - można traktować je statystycznie

• cząsteczki poruszają się po liniach prostych i zderzają się ze ściankami sprężyście

219. Co jest miarą energii cząsteczek gazu doskonałego? Proszę podać i opisać wzór.

Miarą energii jest temperatura. U = nC_VT

220. Czy średnia energia kinetyczna cząsteczek gazu doskonałego zależy od ich masy?

Nie, jest zależna tylko od temperatury. E_k =
kT

221. Co to jest średnia droga swobodna?

Średnia droga swobodna to droga pomiędzy kolejnymi zderzeniami.

222. Czy w układzie zamkniętym możliwa jest wymiana ciepła lub masy?

Tylko wymiana ciepła.

223. Czy w układzie izolowanym możliwa jest wymiana ciepła lub masy?

Nie.

224. Czy w układzie otwartym możliwa jest wymiana ciepła lub masy?

Tak.

225. Kiedy przemiana termodynamiczna jest egzotermiczna, a kiedy endotermiczna?

egzotermiczna - układ oddaje ciepło do otoczenia, Q < 0

endotermiczna - układ pobiera ciepło z otoczenia, Q > 0

226. Proszę podać zasadę ekwipartycji energii.

Na każdy stopień swobody (na każdy rodzaj energii) przypada ”porcja”
kT

227. Co to jest stopień swobody?

stopień swobody cząsteczki - niezależny rodzaj ruchu

228. Ile stopni swobody (i jakich) ma cząsteczka 2-atomowa?

pięć - 3 stopnie swobody ruchu postępowego i 2 ruchu obrotowego

229. Czy liczba stopni swobody zależy od temperatury? Jeśli tak, to jak?

Tak. Kolejne stopnie swobody (w tym oscylacje) włączają się wraz ze wzrostem temperatury i dlatego w różnych przedziałach temperatur ciepła molowe przybierają różną wartość.

230. Na bazie teorii kinetycznej proszę określić, od czego zależy energia wewnętrzna gazu doskonałego. Proszę podać i opisać wzór.

U =
kN_A = R U = nR
T C_V =
R

U = nC_VT

i - liczba stopni swobody

231. W jaki sposób ciepło molowe C_V zależy od temperatury?

232. Proszę podać treść prawa Gay - Lussaca.

W trakcie przeprowadzania procesu izobarycznego stosunek objętości do temperatury jest stały; objętość i temperatura są w tym procesie wielkościami proporcjonalnymi.

p = const
= const

233. Proszę podać treść prawa Charlesa.

W procesie izochorycznym ciśnienie i temperatura są wielkościami proporcjonalnymi.

V = const
= const

234. Co to jest entalpia? Proszę podać i opisać wzór.

H = U + pV

235. Proszę podać treść prawa Boyle'a i Mariotte'a.

W procesie izotermicznym iloczyn ciśnienia i objętości jest stały, ciśnienie i objętość są w tym procesie wielkościami odwrotnie proporcjonalnymi.

p₁V₁ = p₂V₂ = const

236. Jaką przemianę nazywamy adiabatyczną?

Przemiana adiabatyczna to taka przemiana, w trakcie której układ nie wymienia ciepła z otoczeniem.

237. Proszę podać przykłady przemiany adiabatycznej występujące w przyrodzie i technice.

W technice - silnik spalinowy wysokoprężny (Diesla), skraplanie gazów metodą Claude'a (Kapicy).

W przyrodzie - wieczny śnieg w górach, wiatr `halny', tornada

238. Z jakich przemian złożony jest cykl Carnota?

izotermiczne rozprężanie, adiabatyczne rozprężanie, izotermiczne sprężanie, adiabatyczne sprężanie

239. Z jakich przemian złożony jest cykl Stirlinga?

W silniku Stirlinga zamiast adiabat mamy izochory.

240. Jak definiujemy sprawność maszyny cieplnej?

_G - grzejnica (zbiornik, z którego ciepło jest pobierane)

_C - chłodnica (zbiornik, do którego ciepło jest oddawane)

241. Co to jest entropia?

entropia - miara nieuporządkowania S = k_B lnΩ - wzór Boltzmana

∆S = S_k - S_p =

Q - energia pobierana lub oddawana w postaci ciepła przez układ w trakcie procesu

242. Entropię możemy zdefiniować na dwa sposoby. Jakie?

• w zależności od temperatury układu i energii absorbowanej lub oddawanej przez układ w postaci ciepła

• poprzez liczbę możliwych stanów układu

243. W jaki sposób wyznaczamy entropię w procesie nieodwracalnym?

Aby wyznaczyć zmianę entropii w przemianie nieodwracalnej, zachodzącej w układzie zamkniętym, należy zastąpić tę przemianę dowolną przemianą odwracalną, która ma taki sam stan początkowy i końcowy.

244. Jak zmienia się entropia w przemianach nieodwracalnych zachodzących w układzie zamkniętym?

Wzrasta.

245. Jak zmienia się entropia w przemianach odwracalnych zachodzących w układzie zamkniętym?

Nie zmienia się.

246. Jaką wartość przybiera entropia w układzie izolowanym: największą z możliwych, czy najmniejszą z możliwych?

Największą z możliwych.

247. Czy entropia Wszechświata maleje, czy rośnie?

Rośnie.

248. Ile wynosi ciepło przemiany w przemianie izobarycznej?

Q = nC_P∆T

249. Ile wynosi ciepło przemiany w przemianie adiabatycznej?

Q = 0

250. Ile wynosi ciepło przemiany w przemianie izotermicznej?

Q = W Q = nRTln

251. Ile wynosi ciepło przemiany w przemianie izochorycznej?

Q = nC_V∆T

252. Co to jest energia swobodna? Proszę podać i opisać wzór.

Energia swobodna w termodynamice to funkcja stanu równa tej części energii wewnętrznej, która może być w danym procesie uwolniona na zewnątrz układu.

F = U - TS

253. Co to jest entalpia swobodna? Proszę podać i opisać wzór.

G = H -TS

G - entalpia swobodna (potencjał termodynamiczny Gibbsa)

254. Co to jest potencjał chemiczny?

μ_i = μ_i⁰ + RT lnx_i

μ_i - potencjał chemiczny substancji i

x_i =
- ułamek molowy

μ_i⁰ - potencjał chemiczny i-tego składnika w stanie czystym (x_i = 1) w temperaturze T i przy ciśnieniu p

255. Co nazywamy termodynamicznym bodźcem transportu masy?

Różnice potencjałów chemicznych.

256. Proszę wymienić przynajmniej 4 procesy transportu masy.

dyfuzja, osmoza, dyfuzja ułatwiona, transport aktywny

257. Co to jest dyfuzja?

dyfuzja - przemieszczanie się cząsteczek z obszaru o wyższej ich koncentracji do obszaru o niższej koncentracji

258. Co to jest osmoza?

osmoza - wypadkowy ruch (wypadkowa dyfuzja) cząsteczek wody przez półprzepuszczalną błonę komórkową

259. Na czym polega dyfuzja ułatwiona?

dyfuzja ułatwiona (nośnikowa) - cząsteczki transportowanej substancji przenikają przez błonę po utworzeniu kompleksu z nośnikiem

260. Na czym polega transport aktywny materii w komórce?

transport aktywny - wymaga nakładów energetycznych, bowiem odbywa się przeciwnie do aktualnie istniejących bodźców (np. gradientu stężenia); jeśli źródłem energii jest ATP, to transport pierwszego rodzaju, jeśli nośnikiem jest strumień jonów, to transport drugiego rodzaju

261. Proszę podać prawo Ficka.

dn - liczba moli przepływających przez powierzchnię S w czasie dt

D - współczynnik dyfuzji zależny od rodzaju substancji rozpuszczonej, rozpuszczalnika i temperatury

prawo Ficka dla dyfuzji przez błonę

= PS(c₁ - c₂)

P - przepuszczalność

c₁, c₂ - stężenia molowe

262. Jaki roztwór nazywamy izotonicznym?

roztwór izotoniczny - roztwór o takim samym stężeniu substancji jak w cytozolu (9% roztwór NaCl lub 5% glukozy)

Roztwory izotoniczne to roztwory przedzielone błoną, ale nie wywierające żadnego ciśnienia osmotycznego.

263. Jaki roztwór nazywamy hipertonicznym?

roztwór hipotoniczny - ma stężenie substancji rozpuszczonej wyższe niż w cytozolu

Roztwór o ciśnieniu osmotycznym wyższym niż drugi nazywamy hipertonicznym.

264. Jaki roztwór nazywamy hipotonicznym?

roztwór hipotoniczny - ma stężenie substancji rozpuszczonej niższe niż w cytozolu

Roztwór hipotoniczny to roztwór o ciśnieniu osmotycznym niższym niż drugi.

265. Co się stanie z komórka w roztworze hipotonicznym?

Komórka zacznie pochłaniać wodę z otoczenia. Komórka zwierzęca napuchnie i może pęknąć, komórka roślinna odrobinę napuchnie i stanie się nabrzmiała.

266. Co się stanie z komórka w roztworze hipertonicznym?

Woda będzie się wydostawać z komórki. komórka zwierzęca się skurczy i (cremates - wystrzępi? obeschnie?), komórka roślinna ulegnie plazmolizie (skurczy się cytoplazma).

267. Co się stanie z komórka w roztworze izotonicznym?

Brak niezrównoważonej wymiany wody z otoczeniem, stan komórki się nie zmieni.

268. Co to jest metabolizm?

metabolizm (przemiana materii) - ogół reakcji chemicznych organizmu

metabolizm komórkowy - wszystkie reakcje chemiczne zachodzące w komórce

269. Metabolizm: czym różnią się procesy kataboliczne od metabolicznych?

Procesy kataboliczne dostarczają ustrojowi energii na drodze rozkładania złożonych związków chemicznych na proste.

Procesy anaboliczne konsumują energię na tworzenie związków złożonych z prostych. Źródłem tej energii są procesy kataboliczne.

270. Sposoby elektryzowania ciał.

• przez tarcie - dielektryki i przewodniki odizolowane od innych przewodników

• przez indukcję - przewodniki odizolowane od innych przewodników

271. Jak dzielą się ciała ze względu na własności elektryczne? Proszę podać 4 grupy ciał i ich podstawowe cechy.

• izolatory - zatrzymują ładunki tam, gdzie są - nie ma ich przepływu

• przewodniki - rozprowadzają ładunek równomiernie po powierzchni

• półprzewodniki (np. krzem i glin) - mają własności pośrednie między przewodnikami a izolatorami

• nadprzewodniki - cechuje je bezoporowy przepływ elektronów w niskich temperaturach

pytania: doc. dr hab. n. fiz. Maria Sokół

odpowiedzi na podstawie wykładów, Wikipedii i, w kilku pojedynczych przypadkach, innych źródeł: Jarosław Marczak

---