Pytania
Podaj zasady zachowania, jakie obowiązują w fizyce
zasada zachowania energi, pędu, momentu pędu oraz ładunku elektrycznego
Opisz jak zmienia się energia układu gdy upuszczamy na podłogę miękką kulkę z plasteliny
W momencie zdezenia energia kinetyczna kulki daży niemal do zera. Ten ubytek energi kinetycznej zamienia się na prace której efektem jest stale odksztalcenie kulki.
Na czym polega efekt cieplarniany? Zapisz bilans strumieni mocy dopływającej i odpływającej od Ziemi przy założeniu, że nie ma atmosfery. Jak atmosfera zmienia ten bilans?
Promienie słoneczne które przedostaja się przed ziemska atmosfere ogrzewaja powierzchnie ziemi, nagrzana gleba która wysyla z powrotem promieniowanie cieplne tym razem o dluzszej fali. Jednak tym razem, atmosfera z udzialem duzego stezenia CO2 nie wypuszcza już tych promieni 'na zewnatrz', skutkuje to ciaglym ociepleniem klimatu. W przypadku braku atmosfery cale cieplo nagromadzone na powierzchni ziemi oddawane było by przestrzen kosmiczna.
Co to jest dziura ozonowa?
Dziura ozonowa jest to zjawisko spadku steżenia ozonu(O3) w atmosferze. Dzieje się tak wskutek duzej ilosci zwiazkow chemicznych wydzielanych do atmosfery, zwanych freonami. Pod wplywem promieniowania ultrafioletowego freony ulegaja rozpadowi i uwalniane są atomy chloru który reakcji z ozonem rozbija jego czasteczki. Skutkiem dziury ozonowej jest zwiekszona ilosc szkodliwych promieni ultrafioletowych docierajacych do powierzchni ziemi.
Wymień gazy cieplarniane.
Para wodna, dwutlenek wegla, metan, freony, podtlenek azotu, halon.
Co to jest promieniowanie ciała doskonale czarnego? Jak zależy widmo i energia promieniowania od temperatury? W jakim zakresie promieniuje Ziemia?
Jest to efekt calkowitego pochlaniania promieniowania elektromagnetycznego. Widmo i energia promieniowania jest niezalezna od temperatury ciala.
Wymień czynniki, które mogłyby wpłynąć na globalną temperaturę Ziemi. Co nazywany globalnym ociepleniem?
Zwiekszona emisja gazow cieplarnianych do atomsfery która jest skutkiem rozwoju przemyslu oraz motoryzacji , pomniejszanie obszarow lesnych. Globalnym ociepleniem nazywamy podwyzszenie srednich temperatur na ziemi oraz w oceanach.
W jaki sposób warunki panujące na Ziemi reagują na zmianę zewnętrznych, lub wewnętrznych czynników? Jakiego rzędu jest opóźnienie czasowe tej reakcji?
Jakie są główne przyczyny cyklicznych zmian klimatu na Ziemi (cykle Milankovicza)?
Glowna przyczyna zmian klimatu na ziemi są 3 cykle astronomiczne
zmiana ksztaltu orbity ziemi - co ok. 100tys lat
zmianą nachylenia osi Ziemi do płaszczyzny ekliptyki- w ciągu 41 tys. lat
zmiena położenia osi naszej planety w wyniku precesji- w ciągu 26 tyś. lat
Wymień elementy niezbędne do uwzględnienia przy tworzeniu modelu zmian klimatycznych.
Co to jest efekt motyla?
Efekt motyla to anegdotyczna ilustracja zjawiska chaosu deterministycznego, mowi ona o tym, ze trzepot skrzydel motyla moze spowodowac burze piaskowa wiele kilometrow dalej. Przykladami tego efektu sa zjawiska meteorologiczne lub zmiany klimatu.
Jakie są główna mechanizmy wymiany ciepła? W jaki sposób zależą od temperatur obu obiektów?
-przewodzenie ciepła podczas chaotycznego ruchu cząsteczek oraz zderzeń z cząsteczkami innego ciała zmianie ulega energia wewnętrzna cząsteczek.
-konwekcja (unoszenie ciepła) ma miejsce gdy przenoszenie ciepła następuje w wyniku poruszania się ciała lub jego fragmentów.
-promieniowanie cieplne polega na przenoszeniu energii promieniowania elektromagnetycznego. Wymiana ciepła przez promieniowanie nie wymaga obecności ośrodka pomiędzy ciałami, którymi ciepło jest wymieniane, czyli może zachodzić w próżni.
Co to jest i od czego zależy opór cieplny?
Opór cieplny jest to stosunek grubości warstwy materiału do współczynnika przewodnictwa cieplnego rozpatrywanej warstwy materiału. Wartość określająca zdolność materialu do powstrzymania strat ciepła; zależy od grubości materiału i przewodności cieplnej - im warstwa jest grubsza, tym opór jest większy i mniej energii uchodzi na zewnątrz
Jakie promieniowanie rejestrują kamery termowizyjne? Gdzie znajdują zastosowanie?
Takie kamery rejestruja wylacznie promieniowanie podczerwieni, maja one zastosowanie w robotyce wojskowej oraz cywilnej, przeroznych czujnikow wykrywajacych obiekty promieniujace cieplem oraz w pozarach i ratownictwie.
Na czym polega I zasada termodynamiki ? Zilustruj jej działanie na konkretnym przykładzie. Jaki rodzaj perpetuum mobile jest niemożliwy zgodnie z I zasadą termodynamiki?
I zasada termodynamiki to prosta zasada zachowania energii, czyli ogólna reguła głosząca, że energia w żadnym procesie nie może pojawić się "znikąd". Energia wewnętrzna układu zamkniętego nie zmienia się, niezależnie od przemian zachodzących w tym układzie. Niemozliwym modelem perpetum mobile jest maszyna która wlasne cieplo wykorzystywala by do wykonania pracy skutkujacej ponownym jej nagrzewaniem. Przyczyna tego oczywiscie są straty ciepla oraz energi poniesione podczas tego procesu.
O czym mówi II zasada termodynamiki? Jakich silników według niej nie można zrealizować?
II zasada termodynamiki mowi nam, ze niemożliwy jest proces, którego jedynym skutkiem byłoby pobranie ciepła z ciała chłodniejszego i przekazanie go ciału cieplejszemu (sformułowanie Clausiusa). Niemożliwe jest skonstruowanie silnika cieplnego (perpetuum mobile II rodzaju), pracującego cyklicznie i w całości zamieniającego pobrane ze źródła ciepło na pracę.
Do czego jest przydatne pojęcie sprawności silnika Carnota?
Pojęcie to przydatne jest nam do okreslenia ilości pracy użytecznej jaką możemy uzyskać z danego silnika z określonej ilości dostarczonego ciepła.
Opisz zasadę działania lodówki, klimatyzatora i silnika cieplnego jako przepływu energii.
W lodówce chłodzenie odbywa się za pomocą chłodniczego urządzenia absorpcyjnego lub sprężarkowego. W lodówce ciecz zwana czynnikiem chłodniczym (płyn parujący przy niskiej temperaturze) pobiera ciepło z chłodzonego otoczenia przechodzi przez parownik. Ogolna zasada urzadzen tego typu polega na pobieraniu energi w jednym miejscu i oddawaniu jej w drugim.
Czy na podstawie II zasady termodynamiki można określić kierunek przepływu czasu?
Tak, można, zgodnie z II zasadą termodynamiki, w układach izolowanych, podlegających wewnętrznym przemianom termodynamicznym entropia zwiększa się z upływem czasu. W związku z tym można stwierdzić, iż układ izolowany w stanie, w którym miał mniejszą entropię, znajdował się na osi czasu wcześniej, niż w stanie, w którym miał większą entropię.
Co to jest entropia? Jak entropia wiąże się z II zasadą termodynamiki?
Entropia jest to termodynamiczna funkcja stanu, określająca kierunek przebiegu procesów spontanicznych (samorzutnych) w odosobnionym układzie termodynamicznym.
Co to jest i jak działa pompa ciepła?
Pompa ciepła jest urządzeniem wymuszającym przepływ ciepła z obszaru o niższej temperaturze do obszaru o temperaturze wyższej. Proces ten przebiega wbrew naturalnemu kierunkowi przepływu ciepła i zachodzi dzięki dostarczonej z zewnątrz energii mechanicznej (w pompach ciepła sprężarkowych) lub energii cieplnej (w pompach absorpcyjnych).
Opisz przepływy energii w konwencjonalnej elektrowni węglowej.
Energia cieplna pochodzi zwykle ze spalania paliwa w kotle parowym. Służy ona do podgrzania i odparowania wody oraz przegrzania pary wodnej. W turbinie następuje zamiana energii cieplnej pary na energię mechaniczną odprowadzaną wałem do generatora elektrycznego, w którym zamieniana jest na energię elektryczną.
Dlaczego sprawność rzeczywistych silników jest mniejsza od sprawności silnika Carnota?
Ponieważ załozeniem Carnota był silnik o idealnych parametrach, nie powodujacych zadnych strat energi - takie silniki nie istnieja.
Dlaczego uzyskuje się wyższą sprawność łącząc turbinę gazową z elektrownią węglową niż korzystając z każdej z nich osobno?
Ponieważ, dzieki takiemu połaczeniu spreżone powietrze podawane do komory spalania ogrzewane jest ciepłem rozprężonych w turbinie, ale jeszcze gorących spalin. Do komory spalania wtryskiwana jest wtedy mniejsza ilość paliwa przy tej samej mocy mechanicznej odprowadzanej z turbiny, co jest równoznaczne ze wzrostem sprawności.
Jaka jest różnica między silnikiem spalinowym i silnikiem cieplnym?
Róznica polega na tym, że silnik spalinowy wykorzystuje sprezanie i rozprezanie czynnika termodynamicznego(paliwa) do wytworzenia momentu obrotwego lub sily, natomiast silnik cieplny zamienia bezposrednio energie cieplna w mechaniczna lub elektryczna.
Wymień możliwe sposoby magazynowania energii. Skomentuj wady każdego z nich.
Najpopularniejszym sposobem magazynowania energii elektrycznej są akumulatory, najwieksza ich wada jest fakt, ze magazynuja one prad staly a w typowej instalacji domowej wymagany jest prad zmienny. Dodatkowo wystepuja duze straty energi.
Sprezone powietrze - ma zastosowanie tylko w duzych turbinach(elektroewnie z turbinami gazowymi) niewykorzystywalne w gospodarstwach domowych.
Koła zamachowe - ze względu na forme magazynowania tj. w postaci energi kinetycznej wirujacego koła zamachowego, metoda ta jest zadko wykorzystywana.
Magazynowanie przez podnoszenie wody - podobnie jak w przypadku sprezania powietrza, metode ta wykorzystywuje się jedynie w elektrowniach szczytowo-pompowych, wymaga to wyzej polozonego zbiornika do którego wpompowywali bysmy wode, trudno o takie urzadzenia w zwyklych domach.
W jaki sposób przesyłamy energię?
Ze względu na rodzaj przesyłanej energii sieci dzieli się na:
ciepłownicze -zespół urządzeń technicznych służących do transportu rurociągowego energii cieplnej od źródła ciepła do odbiorców
elektroenergetyczne - zbiór przewodów elektrycznych i urządzeń powiązanych pod względem funkcjonalnym i połączonych elektrycznie, przeznaczonych do przesyłania i rozdzielania na określonym terytorium wytworzonej w elektrowniach energii elektrycznej.
paliwowe (w tym gazowe) - paliwo przesylane poprzez rurociagi, gazociagi.
Dlaczego elektryczne linie przesyłowe maja wyższe napięcie, niż 220V?
Ponieważ przesylanie energi na dalekie odleglosc wiaze się z dość sporymi jej stratami, natomiast dzieki bardzo wysokiemu napieciu rzedu od 60 do 220kV straty te są o wiele mniejsze.
Wymień konwencjonalne i niekonwencjonalne źródła energii?
Konwencjonalnymi zrodlami energii są paliwa kopalne(wegiel, ropa naftowa, gaz)
Niekonwencjonalnymi zdrodlami energi natomiast są: energia sloneczna, energia wiatru, energia fal, energia plywow, kola i turbiny wodne, energia nuklearna, energia geotermalna.
Jakie trudności napotyka korzystanie z energii Słońca, wody, wiatru i biomasy?
Głownymi trudnosciami w pobierainu tego typu energi jest brak odpowiednio wydajnych urzadzen które zamienialy by ta energie w cieplna lub elektryczna. A więc problemem są tu kwestie techniczne oraz duza ilosc pieniedzy wymagana do zainwestowania w ta dziedzine.
Skąd się bierze energia geotermalna?
Jest to energia cieplna. Pochodzi ona z wnetrza ziemi, szczegolnie 'latwo' dostepna na obszarach dzialanosci sejsmicznej i wulkanicznej. woda opadowa która wnika w glab ziemi jest ogrzewana przez ogniska magmowe znajdujace się pod skorupa ziemska.
Co to jest kolektor słoneczny i na jakiej zasadzie działa?
Jest to urzedzenie pochlaniajace promienie sloneczne i zamieniajace ich energie na energie cieplna. Energia docierająca do kolektora zamieniana jest na energię cieplną nośnika ciepła, którym może być ciecz lub gaz.
Jak jest różnica między kolektorem słonecznym i baterią słoneczną?
Kolektor cieplny pobiera bezposrednio cieplo z promieni slonecznych natomiast bateria sloneczna wykorzystuje energie swiatla(fotonow) w wyniku zjawiska fotowoltanicznego tworzac napiecie elektryczne
Co jest podstawą działania baterii słonecznej?
Podstawą dzialania baterii slonecznej jest fotoogniwo zbudowane z polprzewodnika tworzac zlacze p-n na które pada swiatlo i w wyniku zjawiska fotowoltaicznego w zlaczu p-n powstaje napiecie.
Czym różni się fotodioda od fotoogniwa?
W przypadku fotodiody, zlacze p-n musi być polaryzowana zaporowo z zewnętrznego źródła napięcia.
Na jakiej zasadzie działają skrzydła wiatraka?
Odpowiednio ustawione platy skrzydel pod wplywem oporow powietrza(wiatru) zostaja wprawione w ruch.
Jaki jest przepływ energii przy produkcji prądu za pomocą wiatraków?
Energia kinetyczna wiatru jest zamieniana w turbinie na prace mechaniczna a ta z kolei na energie elektryczna.
Co należy brać pod uwagę rozstawiając wiatraki prądotwórcze? Od czego zależy ich efektywność?
Przede wszystkim najwazniejsze jest umiejscowienie takiego wiatraraka, musi być to miejsce wietrzne. Aby takie warunki były spelnione konieczne jest tez aby takie wiatraki były odpowiednio wysoki. Problemem jest tu ptactwo które często jest okaleczane lub usmiercane przez tego typu elektrownie, dodatkowo uciazliwy jest halas, a więc należy budowac takie elektrownie na terenach niezabudowanych.
Co to są izotopy promieniotwórcze?
pierwiastki lub odmiany pierwiastków (izotopy), których jądra atomów są niestabilne i samorzutnie ulegają przemianie promieniotwórczej. W wyniku tej przemiany powstają inne atomy, cząstki elementarne, a także uwalniana jest energia w postaci promieniowania gamma i energii kinetycznej produktów przemiany.
Jak wygląda prawo zaniku substancji promieniotwórczej? Od czego zależy jej aktywność?
Prawo rozpadu naturalnego - to zależność określająca prędkość ubywania pierwotnej masy substancji zbudowanej z jednego rodzaju cząstek, która ulega naturalnemu, spontanicznemu rozpadowi. Rozpad ten jest zalezny od stalej charakterystycznej dla tego materialu. Natomiast aktywnosc jest proporcjonalna do aktualnej liczby jader pierwiastka.
Skąd się bierze energia jądrowa?
Energia jądrowa to energia wydzielana podczas przemian jądrowych. Uwalnianie się energii podczas tych przemian związane jest z różnicami w energii wiązania poszczególnych jąder atomowych.
Jaki jest stosunek uzyskanej energii na jednostkę masy w przypadku energii jądrowej i energii chemicznej ze spalania węgla kamiennego?
Te dane musisz mieć gdzies w notatkach, samemu nie jestem w stanie tego okreslic.
Jaka jest zasada działania elektrowni jądrowej?
Taka elektrownia wytwarza energię elektryczną poprzez wykorzystanie energii pochodzącej z rozszczepienia jąder atomów, najczęściej uranu (uranu naturalnego lub wzbogaconego), energia ta wykorzystywana jest do uzyskania pary wodnej która z kolei napedza turbine polaczona z generatorem.
Na czym polega określanie wieku metoda węglową?
Polega na pomiarze stosunku ilości zawartych w nich izotopów węgla 12C i 14C. Zwierzeta i rosliny wchlaniaja dwutlenek wegla którego część zawiera promieniotworczy izotop C14. Po obumarciu organizm przestaje wchłaniać ten izotop i proporcja izotopu promieniotwórczego do niepromieniotwórczego zaczyna się zmieniać wskutek rozpadu zachodzącego w znanym tempie (połowa tej ilości zanika przez 5730lat) Na teka podstawie można laboratoryjnie zmierzyć czas, jaki upłynął od obumarcia rośliny
Co mierzy licznik Geigera-Mullera?
Licznik ten mierzy promieniowanie jonizujace.
Co to jest reakcja łańcuchowa? Czym się różni zastosowanie reakcji łańcuchowej przy konstruowaniu bomby i elektrowni jądrowej?
Po zainicjowaniu reakcja przebiega początkowo tylko w niewielkiej części ośrodka, lecz jej produkty - ciepło, światło, reaktywne produkty pośrednie - inicjują reakcję w kolejnym punkcie ośrodka, na skutek czego rozwija się ona lawinowo bez potrzeby udziału zewnętrznego czynnika inicjującego. W przypadku elektrowni jadrowej proces ten jest kontrolowany przez odpowiednie chlodzenie(spowalnianie neutronow) natomiast w przypadku bomby rozpad ten jest calkowicie niekontrolowany.
Scharakteryzuj skutki działania promieniowania jądrowego na organizmy żywe. Czym różnią się skutki deterministyczne od stochastycznych?
Dla organizmów żywych promieniowanie moze być szkodliwe, gdyż prowadzi ono do zakłócenia przemian biochemicznych warunkujących prawidłowe funkcjonowanie organizmu i do zmian strukturalnych komórek.
Skutki deterministyczne to takie których wystąpienie jest pewne po przekroczeniu pewnego poziomu narażenia radiologicznego (należą tu poparzenia popromienne).
Skutki stochastyczne (losowe), czyli takie, których prawdopodobieństwo wystąpienia jest proporcjonalne do wielkości otrzymanej dawki (należą tu mutacje genetyczne, zachorowania na raka).
Co trzeba zrobić aby ewentualne awarie elektrowni jądrowych były najmniej szkodliwe?
Powinno się wyposazac raktory w odpowiednie wzmocnione oslony ograniczajace skutki ewentualnych awarii.
Jakie problemy napotyka składowanie odpadów radioaktywnych? Wymień kilka możliwych źródeł takich odpadów.
Odpady te powodują skażenie środowiska naturalnego i są śmiertelnym zagrożeniem dla ludzi zamieszkujących rejony składowania. Nie ma gwarancji, że jakiekolwiek miejsce na ziemi oraz jakikolwiek pojemnik wytrzymają w nienaruszonym stanie pół miliona lat, bo tyle właśnie pluton 239 - najbardziej śmiercionośna substancja stworzona przez człowieka - powinien być odizolowany od środowiska. Głownymi zrodlami odpadow radioaktywnych są oczywiscie same reaktory jądrowe ale także kopalnie w których wydobywa się rude uranu, zaklady w których produkuje się paliwo reaktorowe oraz substancje promieniotworcze wykorszystywane w medycynie i badaniach naukowych niektorych galezi przemyslu.
Jakie zastosowania znajdują izotopy promieniotwórcze w medycynie?
Izotopy znalazły zastosowanie w różnych dziedzinach medycyny. Używane są do diagnostyki, terapii i sterylizacji. Wprowadzone do ciała izotopy promieniotwórcze z wielką dokładnością potrafią ujawnić każde zmiany w narządach. Właśnie dlatego stosuje się je m.in. w endokrynologii, neurologii, onkologii. Swoje zastosowanie znajdują także w kardiologii. Wysokie dawki promieniowania używa się także w radioterapii. Jest to jeden ze sposobów leczenia raka.
Co to jest tomografia komputerowa? Co przyczyniło się do jej powstania?
Tomografia jest rodzajem tomografii rentgenowskiej, metodą diagnostyczną pozwalającą na uzyskanie obrazów tomograficznych (przekrojów) badanego obiektu. Podstawa tego wynalazku jest dowód wyprowadzony przez austriackiego matematyka, że obraz dwu- i trójwymiarowego obiektu można odtworzyć w sposób zupełny z nieskończonej ilości rzutów tego przedmiotu.
Co to jest plazma? Gdzie można ją spotkać?
Plazma to zjonizowana materia o stanie skupienia przypominającym gaz, złożona zarówno z cząstek naładowanych elektrycznie, jak i obojętnych. Mimo że plazma zawiera swobodne cząstki naładowane, to w skali makroskopowej jest elektrycznie obojętna. Plazma wystepuje przy bardzo wysokich temperaturach np. w jadrze gwiazd
Co to jest reakcja termojądrowa?
zjawisko polegające na złączeniu się dwóch lżejszych jąder w jedno cięższe, w wyniku fuzji mogą powstawać obok nowych jąder też wolne neutrony, protony, cząstki elementarne i cząstki alfa.
Dlaczego staramy się opanować produkcję energii w oparciu o reakcje termojądrowe?
Ponieważ jest to potencjalnie olbrzymie zrodlo energi, mogące zastapic w przyszlosci inne zrodla energi.
Czym różni się przepływ laminarny i turbulentny?
Przeplyw laminarny jest to przepływ uwarstwiony (cieczy lub gazu), w którym kolejne warstwy płynu nie ulegają mieszaniu (w odróżnieniu od ruchu turbulentnego, burzliwego). Przepływ taki zachodzi przy małych prędkościach przepływu. W wyniku ruchu turbuletnego czasteczki zderzaja się i mieszaja ze soba.
Od czego zależy charakter przepływu?
Charakter zalezy od predkosci przeplywu oraz wartosci liczby Reynoldsa okreslajacej statecznosc plynow.
Co to jest liczba Reynoldsa?
Jak wyzej, jest to wartosc okreslajaca statecznosc ruchu plynow.
Co to jest opór aerodynamiczny, od czego zależy i jak wpływa na ruch ciała w płynie?
Jest to sila skierowana przeciwnie w kierunku ruchu ciala która spowalnia ten ruch a więc jest to sila oporu(mozna traktowac jak sile tarcia). Sila ta zalezna jest od predkosci ciala w plynie, promienia tego ciala oraz lepkosci plynu.
W jaki sposób zmniejsza się opór aerodynamiczny pojazdów?
Poprzez nadawanie im aerodynamicznych ksztaltow oraz stosowaniu odpowiednich materialow.
Jakie efekty decydują o falowej naturze zjawiska?
Czynnikiem okreslajacym falowa nature zjawiska jest mozliwosc podlegania zjawiskom dyfrakcji i interferencji.
W jaki sposób mierzy się poziom natężenia dźwięku?
Poziom natezenia dzwieku mierzy się dzieki logarytmicznej skali natezenia dzwieku w stosunku do umownie przyjetej wartosci odniesienia. Wyraza się go w decybelach.
Wymień kilka wielkości, przy pomiarze których używa się skali logarytmicznej.
Skala Richtera - do określania amplitudy drgań wstrząsów sejsmicznych.
Skala decybelowa - do określania poziomu wielkości elektrycznych i akustycznych.
Skala pH - do określania kwasowości i zasadowości wodnych roztworów związków chemicznych.
Skala entropii w termodynamice.
Co składa si e na to, że przygotowanie Sali o dobrej akustyce jest trudne? Co należy uwzględnić projektując obiekt pod względem akustycznym?
W jaki sposób można tłumić dźwięk. Które tony jest najtrudniej wytłumić. Dlaczego?
Jak wysokość, barwa, głośność dźwięku wiążą się z podstawowymi elementami charakterystyki fali?
Co to jest fala uderzeniowa?
Na czym polega badanie USG?
Wylicz kilka efektów za pomocą których umiemy określić odległość od obiektu, który widzimy.
W jaki sposób działa kino trójwymiarowe?
Jak działają telewizory 3D?
Co to jest światło spójne?
Wymień kilka zastosowań lasera.
Gdzie spotykamy hologramy? Na czym polega zapis holograficzny?