Sisäiset tasapainoehdot
|
|
- Eeva Katajakoski
- 7 vuotta sitten
- Katselukertoja:
Transkriptio
1 11. Tähtien rakenne Tähdet ovat kaasupalloja, jotka koostuvat pääosin vedystä ja heliumista. Tähtien massat ovat välillä M (etenkin yläraja on huonosti tunnettu). Tähdet loistavat melko vakaasti suurimman osan elinaikaansa (massasta riippuen miljoonista miljardeihin vuosiin) ts. ne ovat lähes tasapainossa. Pallokuori, paksuus dr, massa dm r. Massajakauma ulottuu myös pallokuoren ulkopuolelle! Sisäiset tasapainoehdot Tarkastellaan etäisyydellä r tähden keskustasta sijaitsevaa tilavuusalkiota, jonka pohjan ala on on da ja korkeus dr. Alkion tilavuus on dv = dadr ja massa dm = ρ dadr, tiheys ρ = ρ(r). Säteen r sisäpuolella oleva massa on M r = M(r), joten sen aiheuttama tähden keskipisteeseen suuntautuva gravitaatiovoima on df g = GMrdm r 2 = GMrρ r 2 dadr. Huom! Kun tarkastellaan pallosymmetristä materiajakaumaa, niin Newtonin ensimmäisen teoreeman mukaan pallokuoren sisäpuolella oleva kappale ei koe nettogravitaatiovoimaa pallokuoresta, Newtonin toisen teoreeman mukaan taas pallokuoren ulkopuolella kuoren aiheuttama gravitaatiovoima on sama kuin sen keskipisteeseen sijoitettu kuoren massainen pistemassa aiheuttaisi! Tilavuusalkio dv, pohjan ala da, korkeus dr, massa dm. Huom! Älä sekoita em. Newtonin teoreemoja Newtonin lakeihin!
2 Paine tilavuuselementin alapinnalla on P ala, yläpinnalla Pÿlä ja sen muutos matkalla dr, eli dp = Pÿlä P ala, on negatiivinen. Tämän johdosta paine aiheuttaa ulospäin suuntautuvan nettovoiman df p = dpda. (1) Tasapainotilannetta kuvaa hydrostaattisen tasapainon yhtälö dp dr = GM rρ r 2. (2) Koska etäisyydellä r olevan dr-paksuisen pallokuoren massa on dm r = 4πr 2 ρdr, saadaan massan muutosta keskipisteestä mitatun etäisyyden funktiona kuvaavaksi massajatkuvuusyhtälöksi Kolmas yhtälö kuvaa tähden energiatasapainoa: kaikki tähdessä syntyvä energia kulkeutuu tähden pinnalle ja säteilee avaruuteen. Jos merkitään pallokuoren pinnan läpi kulkeutuvaa energiaa L r :llä, voidaan kirjoittaa: dl r = 4πr 2 ρǫ, (4) dr missä dl r on dr-paksuisessa pallonkuoressa kehittyvä energia (per aikayksikkö) ja ǫ on ns. energiantuottokerroin (kehittyvä energia massa- ja aikayksikköä kohti). Tähden säteilemä energia syntyy kuumassa ja tiheässä keskustassa, ulko-osissa energiantuotto on hyvin vähäistä ja L r on lähes vakio. dm r dr = 4πr 2 ρ. (3) Neljäs yhtälö kuvaa lämpötilan muutosta keskipisteestä mitatun etäisyyden funktiona. Energia voi kulkeutua tähdessä ulospäin johtumalla, kaasuvirtauksissa (konvektio) tai säteilemällä. Johtumisella on merkitystä lähinnä hyvin tiheissä eksoottisissa tähdissä (valkoinen kääpiö, neutronitähti). Jos energia siirtyy säteilemällä, lämpötilagradientin lauseke on ( dt dr = 3 ) (κρ )( ) Lr 4ac T 3 4πr 2, (5) missä a on säteilytiheysvakio, c valon nopeus ja κ massa-absorptiokerroin (absorptio per massayksikkö). Em. kaavan voi johtaa säteilynkuljetusyhtälön perusteella (Tähtitieteen perusteet, s. 355). Tarkastellaan seuraavaksi energian siirtymistä konvektiolla, so. kuuma kaasu nousee ylöspäin tähden sisällä. Kaasukupla kohoaa tähden sisällä noudattaen adiabaattista tilanyhtälöä: T P 1 1 γ, (6) missä adiabaattinen eksponentti γ = C P /C V eli ominaislämpöjen suhde vakipaineessa ja vakiotilavuudessa. Tällöin lämpötilagradientiksi saadaan ( dt dr = 1 1 ) T dp γ P dr. (7) Tähden rakennetta tutkittaessa valitaan lämpötilagradientin lausekkeeksi se (radiatiivinen vs. konvektiivinen) jonka itseisarvo on pienempi.
3 Reunaehdot Jos halutaan ratkaista em. differentiaaliyhtälöt, on asetettava joitakin reunaehtoja. Säteen r = 0 sisäpuolella ei ole massaa, eikä siellä synny energiaa, M 0 = 0, L 0 = 0. Kaikki massa sijaitsee säteen R sisäpuolella, M R = M. Tähden pinnalla paineella ja lämpötilalla on vakioarvo, yleensä tehdään approksimaatio T R = 0 ja P R = 0. Periaatteessa yksikäsitteisen tähtimallin laskemiseksi riittää massan ja kemiallisen koostumuksen kiinnittäminen. Kaasun käyttäytyminen Tähtien aine on korkeissa lämpötiloissa lähes täysin ionisoitunutta. Hiukkasten väliset vuorovaikutukset ovat vähäisiä, joten on mahdollista käyttää ideaalikaasun tilanyhtälöä: P = k µm H ρt, (8) missä µ on keskimääräinen molekyylipaino, k on Boltzmannin vakio ja m H on vetyatomin massa. Atomi, jonka järjestysluku on Z tuottaa Z + 1 vapaata hiukkasta (atomin ytimen ja Z elektronia). Vedylle Z +1 = 2, heliumille Z +1 = 3 ja heliumia raskaammille aineille noin puolet atomipainosta. Merkitään nyt vedyn suhteellista osuutta X:llä, heliumin Y:llä ja raskaampien aineiden Z:lla. Toisin sanoen X +Y +Z = 1 ja Z Z. Vedyn atomipaino on 1, heliumin 4, joten keskimääräiseksi molekyylipainoksi (tai hiukkaspainoksi) saadaan 1 µ = 2X Y + 1 (9) 2Z. Korkeissa lämpötiloissa on huomioitava myös säteilypaine: P = k µm H ρt at4, (10) missä säteilypainetta kuvaavassa termissä säteilytiheysvakio a = 4σ/c ja σ on Stefanin-Boltzmannin vakio (kts. kirjan laatikko (11.1). Esimerkki Arvioi kaasun paineen ja säteilypaineen suhdetta Auringon puolivälissä r = R /2. Auringon keskitiheys on noin 1410 kg m 3. Oletetaan (virheellisesti!) että tämä tiheys vallitsee kautta koko kaasupallon ja arvioidaan ensiksi kaasun painetta. Massajatkuvuusyhtälön perusteella M r = 4 3 π ρr3, (11) missä ρ on keskimääräinen tiheys, joka oletetaan nyt vakioksi. Hydrostaattisen tasapainon yhtälön avulla saadaan dp dr = GM rρ r 2 = 4πG ρ2 r. (12) 3 Integroidaan säteen puolivälistä pinnalle, jossa paine on nolla:
4 josta saamme 0 P dp = 4 3 πg ρ2 R R /2 rdr, (13) P = 1 2 πg ρ2 R Pa. (14) Tämä arvo on hyvin karkea, sillä todellisuudessa tiheys kasvaa keskustaa lähestyttäessä! Säteilypaineen arvioimiseksi tarvitsemme lämpötilan Auringon puolivälissä. Oletetaan koostumus samaksi kuin pinnalla: X = 0.71, Y = 0.27, Z = Tällöin keskimääräinen molekyylipaino µ = Lasketaan nyt lämpötila kaasun tilanyhtälöstä: K. T = µm HP k ρ = Lasketaan lopuksi säteilypaine käyttäen tätä lämpötilaa: Pa. (15) P rad = 1 3 at4 = ( ) 4 (16) Vaikka laskussa tehtiinkin melko karkeita oletuksia, niin joka tapauksessa voidaan sanoa, että Auringon puolivälissä kaasun paine on huomattavasti säteilypainetta voimakkaampi. Kaasun käyttäytyminen, jatkoa Ideaalikaasun tilanyhtälö ei pidä paikkansa jos tiheys on hyvin suuri. Paulin kieltosääntö: monielektronisella atomilla ei voi olla kahta elektronia, joiden kaikki neljä kvanttilukua ovat samat. Tämä on yleistettävissä myös elektroneista ja muista fermioneista muodostuvaan kaasuun. Tarkastellaan 6-ulotteista faasiavaruutta, jonka tilavuusalkio on V = x y z p x p y p z, (17) missä (x,y,z) ovat hiukkasen paikkakoordinaatit ja (p x,p y,p z ) ovat impulssit vastaavissa suunnissa. Heisenbergin epätarkkuusperiaatteen mukaan pienin mielekäs tilavuusalkio on suuruusluokkaa h 3 (tarkemmin x p x /2). Yleistetyn kieltosäännön mukaan tällaisessa tilavuusalkiossa saa olla kaksi elektronia, joilla on vastakkaiset spinit. Meille tutuissa tilanteissa mitätön murto-osa mahdollisista kvanttitiloista on kaasun hiukkasten miehittämiä, mutta kun tiheys kasvaa riittävän suureksi, kaikki faasiavaruuden tilavuusalkiot täyttyvät johonkin rajaimpulssiin saakka. Tällöin kaasu on degeneroitunutta. Elektronikaasu alkaa degeneroitua kun tiheys on luokkaa 10 7 kg m 3. Degeneroituneen elektronikaasun paine on ( h 2 P m e )( ) N 5/3, (18) V missä m e on elektronin massa ja N/V elektronien määrä tilavuusyksikössä.
5 Degeneroituneen elektronikaasun paineen voi esittää myös muodossa ( )( ) h 2 ρ 5/3 P, (19) m e µ e m H missä µ e on keskimääräinen molekyylipaino vapaata elektronia kohti, µ e = 2/(X +1). Degeneroituneen elektronikaasun paineen yhtälö ei riipu lämpötilasta vaan ainoastaan hiukkasten massasta ja tiheydestä! Tavallisissa tiheyksissä degeneroituneen kaasun paine on mitätön tavalliseen paineeseen verrattuna. Jättiläistähtien ytimissä ja valkoisissa kääpiöissä tiheys on jo niin korkea, että degeneroituneen kaasun paine vallitsee (ρ 10 8 kg m 3 ). Jos tiheys kasvaa vielä edellisestä, elektronien impulssit kasvavat niin suuriksi, että niiden nopeudet alkavat lähestyä valon nopeutta. Tällöin vallitsevaksi paineeksi tulee relativistisen elektronikaasun paine ( ) N 4/3 ( ) ρ 4/3 P hc = hc. (20) V µ e m H Tämä tapahtuu tiheydessä ρ 10 9 kg m 3. Toisin sanoen, kuutiometri tällaista ainetta painaa suunnilleen saman verran kuin Pohjoismaiden asukkaat yhteen laskettuna! Säteilyn eteneminen tähdessä Kaasun opasiteetti α kuvaa sitä, miten vaikeaa säteilyn on edetä kaasun lävitse: di = Iαdr, (21) missä α = κρ, κ on aineen massa-absorptiokerroin, [κ] = m 2 kg 1. Fotonin keskimääräinen vapaa matka sirottumisten tai absorboitumisten välillä on noin 1/α. Fotonit etenevät satunnaiskulkua (random walk) tähden sisällä: sironnat ja absorptiot satunnaisiin suuntiin. Auringossa fotonilta kestäisi satunnaiskulkua noudattaen noin vuotta päästä ytimestä pintaan asti. Energian kulkeutumisen kannalta tilanne on monimutkaisempi, sillä fotonit myös vuorovaikuttavat aineen kanssa, ollen lopulta termodynaamisessa tasapainossa ympäristönsä kanssa. Tällöin aikaskaala on pikemminkin luokkaa 10 7 vuotta. Samalla alunperin gammasäteilynä syntyneet fotonit ovat tuottaneet lähinnä näkyvää valoa. Energian synty tähdissä Edellisissä tähtien rakennetta kuvaavissa yhtälöissä ei ole millään tavalla puututtu siihen, miten tähdet tuottavat energiansa! Jos tarkastelemme Auringon havaittua luminositeettia ja massaa, on selvää että esim. tavallinen palaminen voisi tuottaa energiaa vain muutamaksi tuhanneksi vuodeksi. Jos Aurinko kutistuisi painovoimansa vaikutuksesta, vapautuva potentiaalienergia riittäisi tuottamaan säteilyä muutaman miljoonan vuoden ajan. Tämä olikin suosikkiteoria 1800-luvulla (mm. lordi Kelvin). Mutta ennustettua kutistumista ei ole havaittu, toisaalta geologiset prosessit Maan pinnalla vaativat satojen miljoonien - miljardien vuosien aikaskaaloja. Darwin: myös evoluutio vaatii pitkän aikaskaalan. Darwin ehdottikin, että Auringon energianlähteenä toimisi jokin tuolloin vielä tuntematon fysikaalinen prosessi.
6 Moderni fysiikka: ydinreaktiot! Auringon sisäosien lämpötila on niin korkea, että fuusioreaktio voi käynnistyä. Energiantuotto: lähtöatomien yhteenlaskettu massa on hieman suurempi kuin reaktion tuottamien atomien massa, ja kuten eräs patentitoimiston virkailija lausahti: E = mc 2. Puuttuva osa massoissa on sidosenergiaa, joka nukleonia kohti laskettuna on Q = 1 A (Zm p +Nm n m(z,n))c 2, (22) missä m p on protonin massa, m n neutronin massa, Z on varausluku, N on neutroniluku, A = Z +N on massaluku ja m(z,n) on atomin massa. Q kasvaa rautaan (Z = 26) asti, sen jälkeen fuusio vaatii energiaa! Jos esimerkiksi 4 protonia muuttuu heliumiksi, niin 0.7% massasta muuttuu energiaksi. Kevyillä tähdillä suurimman osan energiasta tuottaa protoni-protoni sykli variaatioineen. Kuva: Wikimedia Commons: Borb. Auringon massaisilla ja sitä kevyemmillä tähdillä tärkein energiantuottomekanismi on protoniketju: (1a) 1 H + 1 H 2 H +e + +ν e tai : (1b) 1 H + 1 H +e 2 H +ν e (2) 2 H + 1 H 3 He +γ (3) 3 He + 3 He 4 He +2 1 H Tämä ketju, ppi, tuottaa n. 91% Auringossa syntyvästä heliumista. Tämän lisäksi on olemassa variantit ppii ja ppiii, jotka tuottavat litiumia ja berylliumia välituloksina. Raskailla tähdillä vallitsevana on CNO-sykli. Kuva: Wikimedia Commons: Borb.
7 Jos tähden massa on yli 1.5 M, niin dominoiva reaktio on hiilisykli eli CNO-sykli. Tällöin hiili, typpi ja happi toimivat katalysaattoreina : (1) 12 C + 1 H 13 N +γ (2) 13 N 13 C +e + +ν e (3) 13 C + 1 H 14 N +γ (4) 14 N + 1 H 15 O +γ (5) 15 O 15 N +e + +ν e (6) 15 N + 1 H 12 C + 4 He Heliumin palaminen kolmialfareaktiolla. Kuva: Wikimedia Commons: Borb. Jos lämpötila nousee n kelviniin, niin helium voi palaa hiileksi kolmialfareaktiolla: (1) 4 He + 4 He 8 Be (2) 8 Be + 4 He 12 C +γ Jos lämpötila nousee edelleen, niin myös muut alfareaktio ovat mahdollisia, samoin hiilen, hapen ja piin palaminen. Esimerkkejä alfareaktioista: 12 C + 4 He 16 O +γ Heliumin loputtua hiilen palaminen voi käynnistyä lämpötilan noustua kelviniin: 12 C + 12 C 24 Mg +γ 23 Na+ 1 H 20 Ne + 4 He 23 Mg +n 16 Na+2 4 He 16 O + 4 He 20 Ne +γ 20 Ne + 4 He 24 Mg +γ
8 Hiilen palamista seuraa neonin palaminen, jossa syntyy happea, magnesiumia ja piitä. Hapen palaminen (jälleen hieman korkeammassa lämpötilassa): 16 O + 16 O 32 Si +γ 31 P + 1 H 28 Si + 4 He 31 S +n 24 Mg +2 4 He Piin palaminen tuottaa lukuisien välivaiheiden kautta kokonaisvaikutuksena nikkeliä ja rautaa: Kun lämpötila ylittää 10 9 K, fotonien energia riittää jo hajottamaan joitakin ytimiä. Rautaa raskaammat alkuaineet syntyvät lähes kokonaan neutronisieppauksen ja sen seurannaisvaikutusten kautta tähden kehityksen loppuvaiheen räjähdysmäisissä ilmiöissä. Vieläkin eksoottisempia syntymekanismeja on. Esimerkiksi kultaa arvellaan voivan syntyä (ja syöksyä avaruuteen) kahden neutronitähden sulautuessa yhteen! 28 Si + 28 Si 56 Ni +γ 56 Ni 56 Fe +2e + +2ν e Tähtimallit Kuten aimmin todettiin, massa ja kemiallinen koostumus määräävät tähtimallin yksikäsitteisesti. Kun lasketaan tähtimalleja saman koostumuksen omaaville, mutta eri massaisille homogeenisille tähdille, saadaan ns. nollaiän pääsarja ZAMS (Zero Age Main Sequence). ZAMS:in tarkka sijainti riippuu valitusta koostumuksesta: alhaisemman raskaiden alkuaineiden osuuden omaava ZAMS sijoittuu alemmaksi (saman kirkkauden omaava alhaisen pitoisuuden tähti on sinisempi kuin runsaspitoinen tähti). Ydinreaktiot muuttavat tähden kemiallista koostumusta tähti kehittyy. Esim. Auringon alkuperäiset arvot: kirkkaus 0.74 L, säde 0.87 R.
Malliatmosfäärit: Milloin tietty spektriviiva muodostuu tähden atmosfäärissä?
Malliatmosfäärit: Milloin tietty spektriviiva muodostuu tähden atmosfäärissä? Mallilaskut: oletetaan staattinen atmosfääri (pyörimätön), ei magneettikenttää tällöin kemiallinen koostumus, gravitaatiokiihtyvyys
LisätiedotKosmologia: Miten maailmankaikkeudesta tuli tällainen? Tapio Hansson
Kosmologia: Miten maailmankaikkeudesta tuli tällainen? Tapio Hansson Kosmologia Kosmologiaa tutkii maailmankaikkeuden rakennetta ja historiaa Yhdistää havaitsevaa tähtitiedettä ja fysiikkaa Tämän hetken
LisätiedotKemia 3 op. Kirjallisuus: MaoL:n taulukot: kemian sivut. Kurssin sisältö
Kemia 3 op Kirjallisuus: MaoL:n taulukot: kemian sivut Kurssin sisältö 1. Peruskäsitteet ja atomin rakenne 2. Jaksollinen järjestelmä,oktettisääntö 3. Yhdisteiden nimeäminen 4. Sidostyypit 5. Kemiallinen
LisätiedotKosmologia ja alkuaineiden synty. Tapio Hansson
Kosmologia ja alkuaineiden synty Tapio Hansson Alkuräjähdys n. 13,7 mrd vuotta sitten Alussa maailma oli pistemäinen Räjähdyksen omainen laajeneminen Alkuolosuhteet ovat hankalia selittää Inflaatioteorian
LisätiedotYdinfysiikkaa. Tapio Hansson
3.36pt Ydinfysiikkaa Tapio Hansson Ydin Ydin on atomin mittakaavassa äärimmäisen pieni. Sen koko on muutaman femtometrin luokkaa (10 15 m), kun taas koko atomin halkaisija on ångströmin luokkaa (10 10
LisätiedotKvanttifysiikan perusteet 2017
Kvanttifysiikan perusteet 207 Harjoitus 2: ratkaisut Tehtävä Osoita hyödyntäen Maxwellin yhtälöitä, että tyhjiössä magneettikenttä ja sähkökenttä toteuttavat aaltoyhtälön, missä aallon nopeus on v = c.
LisätiedotFYSA242 Statistinen fysiikka, Harjoitustentti
FYSA242 Statistinen fysiikka, Harjoitustentti Tehtävä 1 Selitä lyhyesti: a Mikä on Einsteinin ja Debyen kidevärähtelymallien olennainen ero? b Mikä ero vuorovaikutuksessa ympäristön kanssa on kanonisella
LisätiedotYdin- ja hiukkasfysiikka: Harjoitus 1 Ratkaisut 1
Ydin- ja hiukkasfysiikka: Harjoitus Ratkaisut Tehtävä i) Isotoopeilla on sama määrä protoneja, eli sama järjestysluku Z, mutta eri massaluku A. Tässä isotooppeja keskenään ovat 9 30 3 0 4Be ja 4 Be, 4Si,
LisätiedotKäyttämällä annettua kokoonpuristuvuuden määritelmää V V. = κv P P = P 0 = P. (b) Lämpölaajenemisesta johtuva säiliön tilavuuden muutos on
766328A ermofysiikka Harjoitus no. 3, ratkaisut (syyslukukausi 201) 1. (a) ilavuus V (, P ) riippuu lämpötilasta ja paineesta P. Sen differentiaali on ( ) ( ) V V dv (, P ) dp + d. P Käyttämällä annettua
LisätiedotAurinko. Tähtitieteen peruskurssi
Aurinko K E S K E I S E T K Ä S I T T E E T : A T M O S F Ä Ä R I, F O T O S F Ä Ä R I, K R O M O S F Ä Ä R I J A K O R O N A G R A N U L A A T I O J A A U R I N G O N P I L K U T P R O T U B E R A N S
LisätiedotKuva 1.4: Energiavuo ohuen massakuoren läpi, KW s. 22.
Kuva 1.4: Energiavuo ohuen massakuoren läpi, KW s. 22. 1.4 Energian säilymislaki Määritellään seuraavaksi nettoenergia l(r), joka kulkee r-säteisen pallopinnan läpi per aikayksikkö (ks. Kuva 1.4). Luminositeetti
LisätiedotAtomin ydin. Z = varausluku (järjestysluku) = protonien määrä N = neutroniluku A = massaluku (nukleoniluku) A = Z + N
Atomin ydin ytimen rakenneosia, protoneja (p + ) ja neutroneja (n) kutsutaan nukleoneiksi Z = varausluku (järjestysluku) = protonien määrä N = neutroniluku A = massaluku (nukleoniluku) A = Z + N saman
LisätiedotZ 1 = Np i. 2. Sähkömagneettisen kentän värähdysliikkeen energia on samaa muotoa kuin molekyylin värähdysliikkeen energia, p 2
766328A Termofysiikka Harjoitus no., ratkaisut (syyslukukausi 24). Klassisen ideaalikaasun partitiofunktio on luentojen mukaan Z N! [Z (T, V )] N, (9.) missä yksihiukkaspartitiofunktio Z (T, V ) r e βɛr.
Lisätiedot1. Yksiulotteisen harmonisen oskillaattorin energiatilat saadaan lausekkeesta
766328A Termofysiikka Harjoitus no. 5, ratkaisut syyslukukausi 204). Yksiulotteisen harmonisen oskillaattorin energiatilat saadaan lausekkeesta E n n + ) ω, n 0,, 2,... 2 a) Oskillaattorin partitiofunktio
LisätiedotTarinaa tähtitieteen tiimoilta FYSIIKAN JA KEMIAN PERUSTEET JA PEDAGOGIIKKA 2014 KARI SORMUNEN
Tarinaa tähtitieteen tiimoilta FYSIIKAN JA KEMIAN PERUSTEET JA PEDAGOGIIKKA 2014 KARI SORMUNEN Oppilaiden ennakkokäsityksiä avaruuteen liittyen Aurinko kiertää Maata Vuodenaikojen vaihtelu johtuu siitä,
LisätiedotNyt n = 1. Tästä ratkaistaan kuopan leveys L ja saadaan sijoittamalla elektronin massa ja vakiot
S-1146 Fysiikka V (ES) Tentti 165005 1 välikokeen alue 1 a) Rubiinilaserin emittoiman valon aallonpituus on 694, nm Olettaen että fotonin emissioon tällä aallonpituudella liittyy äärettömän potentiaalikuopan
Lisätiedotm h = Q l h 8380 J = J kg 1 0, kg Muodostuneen höyryn osuus alkuperäisestä vesimäärästä on m h m 0,200 kg = 0,
76638A Termofysiikka Harjoitus no. 9, ratkaisut syyslukukausi 014) 1. Vesimäärä, jonka massa m 00 g on ylikuumentunut mikroaaltouunissa lämpötilaan T 1 110 383,15 K paineessa P 1 atm 10135 Pa. Veden ominaislämpökapasiteetti
LisätiedotKULJETUSSUUREET Kuljetussuureilla tai -ominaisuuksilla tarkoitetaan kaasumaisen, nestemäisen tai kiinteän väliaineen kykyä siirtää ainetta, energiaa, tai jotain muuta fysikaalista ominaisuutta paikasta
Lisätiedot= P 0 (V 2 V 1 ) + nrt 0. nrt 0 ln V ]
766328A Termofysiikka Harjoitus no. 7, ratkaisut (syyslukukausi 2014) 1. Sylinteri on ympäristössä, jonka paine on P 0 ja lämpötila T 0. Sylinterin sisällä on n moolia ideaalikaasua ja sen tilavuutta kasvatetaan
LisätiedotSupernova. Joona ja Camilla
Supernova Joona ja Camilla Supernova Raskaan tähden kehityksen päättäviä valtavia räjähdyksiä Linnunradan kokoisissa galakseissa supernovia esiintyy noin 50 vuoden välein Supernovan kirkkaus muuttuu muutamassa
LisätiedotPHYS-C0220 TERMODYNAMIIKKA JA STATISTINEN FYSIIKKA
PHYS-C0220 TERMODYNAMIIKKA JA STATISTINEN FYSIIKKA Kevät 206 Emppu Salonen Lasse Laurson Arttu Lehtinen Toni Mäkelä Luento 2: BE- ja FD-jakaumat, kvanttikaasut Pe 5.4.206 AIHEET. Kvanttimekaanisesta vaihtosymmetriasta
LisätiedotWien R-J /home/heikki/cele2008_2010/musta_kappale_approksimaatio Wed Mar 13 15:33:
1.2 T=12000 K 10 2 T=12000 K 1.0 Wien R-J 10 0 Wien R-J B λ (10 15 W/m 3 /sterad) 0.8 0.6 0.4 B λ (10 15 W/m 3 /sterad) 10-2 10-4 10-6 10-8 0.2 10-10 0.0 0 200 400 600 800 1000 nm 10-12 10 0 10 1 10 2
LisätiedotKemiallinen mallinnus I: mallintamisen perusteita. Astrokemia -kurssin luento
Kemiallinen mallinnus I: mallintamisen perusteita Astrokemia -kurssin luento 28.3.2011 mallinnuksella halutaan rakentaa fysikaalinen ja kemiallinen kuvaus kohteesta selvittämään havaittuja ominaisuuksia
LisätiedotAMMATTIKORKEAKOULUJEN TEKNIIKAN JA LIIKENTEEN VALINTAKOE ÄLÄ KÄÄNNÄ SIVUA ENNEN KUIN VALVOJA ANTAA LUVAN!
TEKSTIOSA 6.6.2005 AMMATTIKORKEAKOULUJEN TEKNIIKAN JA LIIKENTEEN VALINTAKOE YLEISOHJEITA Valintakoe on kaksiosainen: 1) Lue oheinen teksti huolellisesti. Lukuaikaa on 20 minuuttia. Voit tehdä merkintöjä
LisätiedotTähtien rakenne ja kehitys
Tähtien rakenne ja kehitys Fysiikan täydennyskoulutuskurssi - Avaruustutkimus 5.6.2007 FT Thomas Hackman Thomas.Hackman@helsinki.fi Thomas Hackman, HY:n observatorio 1 1. Perustietoa ja käsitteitä Magnitudit
LisätiedotKAASUJEN YLEISET TILANYHTÄLÖT ELI IDEAALIKAASUJEN TILANYHTÄLÖT (Kaasulait) [pätevät ns. ideaalikaasuille]
KAASUJEN YLEISET TILANYHTÄLÖT ELI IDEAALIKAASUJEN TILANYHTÄLÖT (Kaasulait) [pätevät ns. ideaalikaasuille] A) p 1, V 1, T 1 ovat paine tilavuus ja lämpötila tilassa 1 p 2, V 2, T 2 ovat paine tilavuus ja
LisätiedotFysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka Kari Sormunen Kevät 2012
Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka Kari Sormunen Kevät 2012 Aine koostuu atomeista Nimitys tulee sanasta atomos = jakamaton (400 eaa, Kreikka) Atomin kuvaamiseen käytetään atomimalleja Pallomalli
LisätiedotYdin- ja hiukkasfysiikka 2014: Harjoitus 5 Ratkaisut 1
Ydin- ja hiukkasfysiikka 04: Harjoitus 5 Ratkaisut Tehtävä a) Vapautunut energia saadaan laskemalla massan muutos reaktiossa: E = mc = [4(M( H) m e ) (M( 4 He) m e ) m e ]c = [4M( H) M( 4 He) 4m e ]c =
LisätiedotAuringonmassaisen tähden kehitys Hayashi-viivalta valkoiseksi kääpiöksi
Astronomy & Astrophysics manuscript no. raportti c ESO 2015 June 13, 2015 Auringonmassaisen tähden kehitys Hayashi-viivalta valkoiseksi kääpiöksi Anni Järvenpää 1 Alkeishiukkasfysiikan ja astrofysiikan
LisätiedotAtomien rakenteesta. Tapio Hansson
Atomien rakenteesta Tapio Hansson Ykköskurssista jo muistamme... Atomin käsite on peräisin antiikin Kreikasta. Demokritos päätteli alunperin, että jatkuva aine ei voi koostua äärettömän pienistä alkeisosasista
Lisätiedotg-kentät ja voimat Haarto & Karhunen
g-kentät ja voimat Haarto & Karhunen Voima Vuorovaikutusta kahden kappaleen välillä tai kappaleen ja sen ympäristön välillä (Kenttävoimat) Yksikkö: newton, N = kgm/s Vektorisuure Aiheuttaa kappaleelle
LisätiedotPHYS-C6360 Johdatus ydinenergiatekniikkaan (5op), kevät 2016
PHYS-C6360 Johdatus ydinenergiatekniikkaan (5op), kevät 2016 Prof. Filip Tuomisto Fuusion perusteet, torstai 10.3.2016 Päivän aiheet Fuusioreaktio(t) Fuusion vaatimat olosuhteet Miten fuusiota voidaan
LisätiedotTÄHTIEN RAKENNE JA KEHITYS. Juhani Huovelin, Juho Schultz & Thomas Hackman
TÄHTIEN RAKENNE JA KEHITYS Juhani Huovelin, Juho Schultz & Thomas Hackman Helsingin yliopiston fysiikan laitos, 2011 Etusivun kuva: Eta Carinae (HST Archive/NASA) 2 Esipuhe Tämä moniste on tarkoitettu
LisätiedotL a = L l. rv a = Rv l v l = r R v a = v a 1, 5
Tehtävä a) Energia ja rataliikemäärämomentti säilyy. Maa on r = AU päässä auringosta. Mars on auringosta keskimäärin R =, 5AU päässä. Merkitään luotaimen massaa m(vaikka kuten tullaan huomaamaan sitä ei
LisätiedotMustien aukkojen astrofysiikka
Mustien aukkojen astrofysiikka Peter Johansson Fysiikan laitos, Helsingin yliopisto Kumpula nyt Helsinki 19.2.2016 1. Tähtienmassaiset mustat aukot: Kuinka isoja?: noin 3-100 kertaa Auringon massa, tapahtumahorisontin
LisätiedotKosmos = maailmankaikkeus
Kosmos = maailmankaikkeus Synty: Big Bang, alkuräjähdys 13 820 000 000 v sitten Koostumus: - Pimeä energia 3/4 - Pimeä aine ¼ - Näkyvä aine 1/20: - vetyä ¾, heliumia ¼, pari prosenttia muita alkuaineita
LisätiedotJakso 1: Pyörimisliikkeen kinematiikkaa, hitausmomentti
Jakso 1: Pyörimisliikkeen kinematiikkaa, hitausmomentti Kertausta Ympyrärataa kiertävälle kappaleelle on määritelty käsitteet kulmanopeus ja kulmakiihtyvyys seuraavasti: ω = dθ dt dω ja α = dt Eli esimerkiksi
Lisätiedot5.9 Voiman momentti (moment of force, torque)
5.9 Voiman momentti (moment of force, torque) Voiman momentti määritellään ristitulona M = r F missä r on voiman F vaikutuspisteen paikkavektori tarkasteltavan pisteen suhteen Usean voiman tapauksessa
LisätiedotSovelletun fysiikan pääsykoe
Sovelletun fysiikan pääsykoe 7.6.016 Kokeessa on neljä (4) tehtävää. Vastaa kaikkiin tehtäviin. Muista kirjoittaa myös laskujesi välivaiheet näkyviin. Huom! Kirjoita tehtävien 1- vastaukset yhdelle konseptille
Lisätiedot5 Kentät ja energia (fields and energy)
5 Kentät ja energia (fields and energy) Mansfield and O Sullivan: Understanding Physics, kappaleen 5 alkuosa 5.1 Newtonin gravitaatiolaki Newton: vetovoima kahden kappaleen välillä on tai tarkemmin F m
Lisätiedot53924 Tähtien rakenne, luentomateriaali kevät 2015
53924 Tähtien rakenne, luentomateriaali kevät 2015 Maarit J. Käpylä & Petri J. Käpylä Fysiikan laitos, Helsingin yliopisto 2 Sisältö Johdanto 7 1 Perusyhtälöiden johtaminen 9 1.1 Massan säilymislaki...............................
LisätiedotMikrotila Makrotila Statistinen paino Ω(n) 3 Ω(3) = 4 2 Ω(2) = 6 4 Ω(4) = 1
76628A Termofysiikka Harjoitus no. 4, ratkaisut (syyslukukausi 204). (a) Systeemi koostuu neljästä identtisestä spin- -hiukkasesta. Merkitään ylöspäin olevien spinien lukumäärää n:llä. Systeemin mahdolliset
Lisätiedot= 6, Nm 2 /kg kg 71kg (1, m) N. = 6, Nm 2 /kg 2 7, kg 71kg (3, m) N
t. 1 Auringon ja kuun kohdistamat painovoimat voidaan saada hyvin tarkasti laksettua Newtonin painovoimalailla, koska ne ovat pallon muotoisia. Junalle sillä saadaan selville suuruusluokka, joka riittää
Lisätiedotfissio (fuusio) Q turbiinin mekaaninen energia generaattori sähkö
YDINVOIMA YDINVOIMALAITOS = suurikokoinen vedenkeitin, lämpövoimakone, joka synnyttämällä vesihöyryllä pyöritetään turbiinia ja turbiinin pyörimisenergia muutetaan generaattorissa sähköksi (sähkömagneettinen
LisätiedotNopeus, kiihtyvyys ja liikemäärä Vektorit
Nopeus, kiihtyvyys ja liikemäärä Vektorit Luento 2 https://geom.mathstat.helsinki.fi/moodle/course/view.php?id=360 Luennon tavoitteet: Vektorit tutuiksi Koordinaatiston valinta Vauhdin ja nopeuden ero
LisätiedotMolaariset ominaislämpökapasiteetit
Molaariset ominaislämpökapasiteetit Yleensä, kun systeemiin tuodaan lämpöä, sen lämpötila nousee. (Ei kuitenkaan aina, kannattaa muistaa, että työllä voi olla osuutta asiaan.) Lämmön ja lämpötilan muutoksen
LisätiedotS , Fysiikka III (S) I välikoe Malliratkaisut
S-4.35, Fysiikka III (S) I välikoe 9.0.000 Malliratkaisut Tehtävä Kuution uotoisessa säiliössä, jonka särän pituus on 0,0, on 3,0 0 olekyyliä happea (O) 300 K läpötilassa. a) Kuinka onta kertaa kukin olekyyli
Lisätiedot1 Eksergia ja termodynaamiset potentiaalit
1 PHYS-C0220 Termodynamiikka ja statistinen fysiikka, kevät 2017 Emppu Salonen 1 Eksergia ja termodynaamiset potentiaalit 1.1 Suurin mahdollinen hyödyllinen työ Tähän mennessä olemme tarkastelleet sisäenergian
Lisätiedotluku 1.notebook Luku 1 Mooli, ainemäärä ja konsentraatio
Luku 1 Mooli, ainemäärä ja konsentraatio 1 Kemian kvantitatiivisuus = määrällinen t ieto Kemian kaavat ja reaktioyhtälöt sisältävät tietoa aineiden rakenteesta ja aineiden määristä esim. 2 H 2 + O 2 2
LisätiedotT F = T C ( 24,6) F = 12,28 F 12,3 F T K = (273,15 24,6) K = 248,55 K T F = 87,8 F T K = 4,15 K T F = 452,2 F. P = α T α = P T = P 3 T 3
76628A Termofysiikka Harjoitus no. 1, ratkaisut (syyslukukausi 2014) 1. Muunnokset Fahrenheit- (T F ), Celsius- (T C ) ja Kelvin-asteikkojen (T K ) välillä: T F = 2 + 9 5 T C T C = 5 9 (T F 2) T K = 27,15
LisätiedotLuku 13. Kertausta Hydrostaattinen paine Noste
Luku 13 Kertausta Hydrostaattinen paine Noste Uutta Jatkuvuusyhtälö Bernoullin laki Virtauksen mallintaminen Esitiedot Voiman ja energian käsitteet Liike-energia ja potentiaalienergia Itseopiskeluun jää
LisätiedotKVANTTITEORIA MODERNI FYSIIKKA KVANTTITEORIAN SYNTY AALTO HIUKKAS-DUALISMI EPÄTARKKUUSPERIAATE TUNNELOITUMINEN ELEKTRONIRAKENNE UUSI MAAILMANKUVA
KVANTTITEORIA 1 MODERNI FYSIIKKA KVANTTITEORIAN SYNTY AALTO HIUKKAS-DUALISMI EPÄTARKKUUSPERIAATE TUNNELOITUMINEN ELEKTRONIRAKENNE UUSI MAAILMANKUVA Fysiikka KVANTTITEORIA Metso Tampere 13.11.2005 MODERNI
Lisätiedot766334A Ydin- ja hiukkasfysiikka
1 766334A Ydin- ja hiukkasfysiikka Luentomonistetta täydentävää materiaalia: 4 Juhani Lounila Oulun yliopisto, Fysiikan laitos, 01 6 Radioaktiivisuus Kuva 1 esittää radioaktiivisen aineen ydinten lukumäärää
LisätiedotKeski-Suomen fysiikkakilpailu
Keski-Suomen fysiikkakilpailu 28.1.2016 Kilpailussa on kolme kirjallista tehtävää ja yksi kokeellinen tehtävä. Kokeellisen tehtävän ohjeistus on laatikossa mittausvälineiden kanssa. Jokainen tehtävä tulee
LisätiedotS Fysiikka III (EST) Tentti ja välikoeuusinta
S-437 Fysiikka III (EST) Tentti ja välikoeuusinta 65007 Välikoeuusinnassa vastataan vain kolmeen tehtävään Kokeesta saatu pistemäärä kerrotaan tekijällä 5/3 Merkitse paperiin uusitko jommankumman välikokeen,
LisätiedotLuvun 8 laskuesimerkit
Luvun 8 laskuesimerkit Esimerkki 8.1 Heität pallon, jonka massa on 0.40 kg seinään. Pallo osuu seinään horisontaalisella nopeudella 30 m/s ja kimpoaa takaisin niin ikään horisontaalisesti nopeudella 20
Lisätiedotja KVANTTITEORIA MODERNI FYSIIKKA KVANTTITEORIAN SYNTY AALTO HIUKKAS-DUALISMI EPÄTARKKUUSPERIAATE TUNNELOITUMINEN ELEKTRONIRAKENNE UUSI MAAILMANKUVA
ja KVANTTITEORIA 1 MODERNI FYSIIKKA KVANTTITEORIAN SYNTY AALTO HIUKKAS-DUALISMI EPÄTARKKUUSPERIAATE TUNNELOITUMINEN ELEKTRONIRAKENNE UUSI MAAILMANKUVA Fysiikka WYP2005 ja KVANTTITEORIA 24.1.2006 WYP 2005
LisätiedotJakso 8: Monielektroniset atomit
Jakso 8: Monielektroniset atomit Näytä tai palauta tämän jakson tehtävät viimeistään tiistaina 9.6.2015. Teoriaa näihin tehtäviin löytyy Beiserin kirjasta kappaleesta 6 ja 7. Suunnilleen samat asiat ovat
LisätiedotAlkuaineita luokitellaan atomimassojen perusteella
IHMISEN JA ELINYMPÄRISTÖN KEMIAA, KE2 Alkuaineen suhteellinen atomimassa Kertausta: Isotoopin määritelmä: Saman alkuaineen eri atomien ytimissä on sama määrä protoneja (eli sama alkuaine), mutta neutronien
LisätiedotLuvun 12 laskuesimerkit
Luvun 12 laskuesimerkit Esimerkki 12.1 Mikä on huoneen sisältämän ilman paino, kun sen lattian mitat ovat 4.0m 5.0 m ja korkeus 3.0 m? Minkälaisen voiman ilma kohdistaa lattiaan? Oletetaan, että ilmanpaine
Lisätiedot3.1 Varhaiset atomimallit (1/3)
+ 3 ATOMIN MALLI 3.1 Varhaiset atomimallit (1/3) Thomsonin rusinakakkumallissa positiivisesti varautuneen hyytelömäisen aineen sisällä on negatiivisia elektroneja kuin rusinat kakussa. Rutherford pommitti
Lisätiedot, m s ) täytetään alimmasta energiatilasta alkaen. Alkuaineet joiden uloimmalla elektronikuorella on samat kvanttiluvut n,
S-114.6, Fysiikka IV (EST),. VK 4.5.005, Ratkaisut 1. Selitä lyhyesti mutta mahdollisimman täsmällisesti: a) Keskimääräisen kentän malli ja itsenäisten elektronien approksimaatio. b) Monen fermionin aaltofunktion
LisätiedotPuhtaan kaasun fysikaalista tilaa määrittävät seuraavat 4 ominaisuutta, jotka tilanyhtälö sitoo toisiinsa: Paine p
KEMA221 2009 KERTAUSTA IDEAALIKAASU JA REAALIKAASU ATKINS LUKU 1 1 IDEAALIKAASU Ideaalikaasu Koostuu pistemäisistä hiukkasista Ei vuorovaikutuksia hiukkasten välillä Hiukkasten liike satunnaista Hiukkasten
LisätiedotOsallistumislomakkeen viimeinen palautuspäivä on maanantai
Jakso : Materiaalihiukkasten aaltoluonne. Teoriaa näihin tehtäviin löytyy Beiserin kirjasta kappaleesta 3 ja hyvin myös peruskurssitasoisista kirjoista. Seuraavat videot demonstroivat vaihe- ja ryhmänopeutta:
LisätiedotSuhteellisuusteorian perusteet, harjoitus 6
Suhteellisuusteorian perusteet, harjoitus 6 May 5, 7 Tehtävä a) Valo kulkee nollageodeettia pitkin eli valolle pätee ds. Lisäksi oletetaan valon kulkevan radiaalisesti, jolloin dω. Näin ollen, kun K, saadaan
Lisätiedot1. (*) Luku 90 voidaan kirjoittaa peräkkäisen luonnollisen luvun avulla esimerkiksi
Matematiikan pulmasivu Koonnut Martti Heinonen martti.heinonen@luukku.com Vaikeustaso on merkitty tähdillä: yhden tähden (*) tehtävä on helpoin ja kolmen (***) haastavin. 1. (*) Luku 90 voidaan kirjoittaa
LisätiedotPHYS-C0220 TERMODYNAMIIKKA JA STATISTINEN FYSIIKKA
PHYS-C0220 TERMODYNAMIIKKA JA STATISTINEN FYSIIKKA Kevät 2016 Emppu Salonen Lasse Laurson Arttu Lehtinen Toni Mäkelä Luento 8: Kemiallinen potentiaali, suurkanoninen ensemble Pe 18.3.2016 1 AIHEET 1. Kanoninen
LisätiedotShrödingerin yhtälön johto
Shrödingerin yhtälön johto Tomi Parviainen 4. maaliskuuta 2018 Sisältö 1 Schrödingerin yhtälön johto tasaisessa liikkeessä olevalle elektronille 1 2 Schrödingerin yhtälöstä aaltoyhtälöön kiihtyvässä liikkeessä
LisätiedotVedetään kiekkoa erisuuruisilla voimilla! havaitaan kiekon saaman kiihtyvyyden olevan suoraan verrannollinen käytetyn voiman suuruuteen
4.3 Newtonin II laki Esim. jääkiekko märällä jäällä: pystysuuntaiset voimat kumoavat toisensa: jään kiekkoon kohdistama tukivoima n on yhtäsuuri, mutta vastakkaismerkkinen kuin kiekon paino w: n = w kitka
LisätiedotMekaniikan jatkokurssi Fys102
Mekaniikan jatkokurssi Fys10 Kevät 010 Jukka Maalampi LUENTO 7 Harmonisen värähdysliikkeen energia Jousen potentiaalienergia on U k( x ) missä k on jousivakio ja Dx on poikkeama tasapainosta. Valitaan
LisätiedotTässä luvussa keskitytään faasimuutosten termodynaamiseen kuvaukseen
KEMA221 2009 PUHTAAN AINEEN FAASIMUUTOKSET ATKINS LUKU 4 1 PUHTAAN AINEEN FAASIMUUTOKSET Esimerkkejä faasimuutoksista? Tässä luvussa keskitytään faasimuutosten termodynaamiseen kuvaukseen Faasi = aineen
LisätiedotIntegroimalla ja käyttämällä lopuksi tilanyhtälöä saadaan T ( ) ( ) H 5,0 10 J + 2,0 10 0,50 1,0 10 0,80 Pa m 70 kj
S-4.35 Fysiikka (ES) entti 3.8.. ääritä yhden haikaasumoolin (O) (a) sisäenergian, (b) entalian muutos tilanmuutoksessa alkutilasta =, bar, =,8 m3 loutilaan =, bar, =,5 m3. ärähtelyn vaausasteet voidaan
LisätiedotKäytetään nykyaikaista kvanttimekaanista atomimallia, Bohrin vetyatomi toimii samoin.
1.2 Elektronin energia Käytetään nykyaikaista kvanttimekaanista atomimallia, Bohrin vetyatomi toimii samoin. -elektronit voivat olla vain tietyillä energioilla (pääkvanttiluku n = 1, 2, 3,...) -mitä kauempana
LisätiedotE p1 = 1 e 2. e 2. E p2 = 1. Vuorovaikutusenergian kolme ensimmäistä termiä on siis
763343A IINTEÄN AINEEN FYSIIA Ratkaisut 3 evät 2017 1. Tehtävä: CsCl muodostuu Cs + - ja Cl -ioneista, jotka asettuvat tilakeskeisen rakenteen vuoropaikoille (kuva). Laske tämän rakenteen Madelungin vakion
LisätiedotDifferentiaali- ja integraalilaskenta 1 Ratkaisut 5. viikolle /
MS-A8 Differentiaali- ja integraalilaskenta, V/7 Differentiaali- ja integraalilaskenta Ratkaisut 5. viikolle / 9..5. Integroimismenetelmät Tehtävä : Laske osittaisintegroinnin avulla a) π x sin(x) dx,
LisätiedotDifferentiaali- ja integraalilaskenta 3 Mallit laskuharjoitukseen 3 /
MS-A3x Differentiaali- ja integraalilaskenta 3, IV/6 Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Mallit laskuharjoitukseen 3 / 9..-.3. Avaruusintegraalit ja muuttujanvaihdot Tehtävä 3: Laske sopivalla muunnoksella
Lisätiedot766334A Ydin- ja hiukkasfysiikka
1 76633A Ydin- ja hiukkasfysiikka Luentomonistetta täydentävää materiaalia: 3 5-3 Kuorimalli Juhani Lounila Oulun yliopisto, Fysiikan laitos, 011 Kuva 7-13 esittää, miten parillis-parillisten ydinten ensimmäisen
LisätiedotREAKTIOT JA ENERGIA, KE3. Kaasut
Kaasut REAKTIOT JA ENERGIA, KE3 Kaasu on yksi aineen olomuodosta. Kaasujen käyttäytymistä kokeellisesti tutkimalla on päädytty yksinkertaiseen malliin, ns. ideaalikaasuun. Määritelmä: Ideaalikaasu on yksinkertainen
LisätiedotAine ja maailmankaikkeus. Kari Enqvist Helsingin yliopisto ja Fysiikan tutkimuslaitos
Aine ja maailmankaikkeus Kari Enqvist Helsingin yliopisto ja Fysiikan tutkimuslaitos Lahden yliopistokeskus 29.9.2011 1900-luku tiedon uskomaton vuosisata -mikä on aineen olemus -miksi on erilaisia aineita
LisätiedotIlman suhteellinen kosteus saadaan, kun ilmassa olevan vesihöyryn osapaine jaetaan samaa lämpötilaa vastaavalla kylläisen vesihöyryn paineella:
ILMANKOSTEUS Ilmankosteus tarkoittaa ilmassa höyrynä olevaa vettä. Veden määrä voidaan ilmoittaa höyryn tiheyden avulla. Veden osatiheys tarkoittaa ilmassa olevan vesihöyryn massaa tilavuusyksikköä kohti.
LisätiedotMamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus
Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus KEMIALLISIIN REAKTIOIHIN PERUSTUVA POLTTOAINEEN PALAMINEN Voimalaitoksessa käytetään polttoaineena
LisätiedotPHYS-C0220 Termodynamiikka ja statistinen fysiikka Kevät 2017
PHYS-C0220 Termodynamiikka ja statistinen fysiikka Kevät 2017 Emppu Salonen Lasse Laurson Toni Mäkelä Touko Herranen Luento 2: kineettistä kaasuteoriaa Pe 24.2.2017 1 Aiheet tänään 1. Maxwellin ja Boltzmannin
Lisätiedota) Oletetaan, että happi on ideaalikaasu. Säiliön seinämiin osuvien hiukkasten lukumäärä saadaan molekyylivuon lausekkeesta = kaava (1p) dta n =
S-, ysiikka III (S) välikoe 7000 Laske nopeuden itseisarvon keskiarvo v ja nopeuden neliöllinen keskiarvo v rs seuraaville 6 olekyylien nopeusjakauille: a) kaikkien vauhti 0 / s, b) kolen vauhti / s ja
LisätiedotP = kv. (a) Kaasun lämpötila saadaan ideaalikaasun tilanyhtälön avulla, PV = nrt
766328A Termofysiikka Harjoitus no. 2, ratkaisut (syyslukukausi 204). Kun sylinterissä oleva n moolia ideaalikaasua laajenee reversiibelissä prosessissa kolminkertaiseen tilavuuteen 3,lämpötilamuuttuuprosessinaikanasiten,ettäyhtälö
LisätiedotLuku 13. Kertausta Hydrostaattinen paine Noste
Luku 13 Kertausta Hydrostaattinen paine Noste Uutta Jatkuvuusyhtälö Bernoullin laki Virtauksen mallintaminen Esitiedot Voiman ja energian käsitteet Liike-energia ja potentiaalienergia Itseopiskeluun jää
Lisätiedotkertausta Boltzmannin jakauma infoa Ideaalikaasu kertausta Maxwellin ja Boltzmannin vauhtijakauma
infoa kertausta Boltzmannin jakauma Huomenna itsenäisyyspäivänä laitos on kiinni, ei luentoa, ei laskareita. Torstaina laboratoriossa assistentit neuvovat myös laskareissa. Ensi viikolla tiistaina vielä
LisätiedotAstrokemia Kevät 2011 Harjoitus 1, Massavaikutuksen laki, Ratkaisut
Astrokemia Kevät 2011 Harjoitus 1, Massavaikutuksen laki, Ratkaisut 1 a Kaasuseoksen komponentin i vapaa energia voidaan kirjoittaa F i (N,T,V = ln Z i (T,V missä on ko hiukkasten lukumäärä tilavuudessa
LisätiedotKEMIA. Kemia on tiede joka tutkii aineen koostumuksia, ominaisuuksia ja muuttumista.
KEMIA Kemia on tiede joka tutkii aineen koostumuksia, ominaisuuksia ja muuttumista. Kemian työturvallisuudesta -Kemian tunneilla tutustutaan aineiden ominaisuuksiin Jotkin aineet syttyvät palamaan reagoidessaan
LisätiedotMekaniikan jatkokurssi Fys102
Mekaniikan jatkokurssi Fys10 Kevät 010 Jukka Maalampi LUENTO 1 Jäykän kappaleen pyöriminen Knight, Ch 1 Jäykkä kappale = kappale, jonka koko ja muoto eivät muutu liikkeen aikana. Jäykkä kappale on malli.
LisätiedotTeddy 7. harjoituksen malliratkaisu syksy 2011
Teddy 7. harjoituksen malliratkaisu syksy 2011 1. Systeemin käyttäytymistä faasirajalla kuvaa Clapeyronin yhtälönä tunnettu keskeinen relaatio dt = S m. (1 V m Koska faasitasapainossa reaktion Gibbsin
LisätiedotVastaa kaikkiin kysymyksiin. Oheisista kaavoista ja lukuarvoista saattaa olla apua laskutehtäviin vastatessa.
Valintakoe 2016/FYSIIKKA Vastaa kaikkiin kysymyksiin. Oheisista kaavoista ja lukuarvoista saattaa olla apua laskutehtäviin vastatessa. Boltzmannin vakio 1.3805 x 10-23 J/K Yleinen kaasuvakio 8.315 JK/mol
Lisätiedot= 84. Todennäköisin partitio on partitio k = 6,
S-435, Fysiikka III (ES) entti 43 entti / välikoeuusinta I Välikokeen alue Neljän tunnistettavissa olevan hiukkasen mikrokanonisen joukon mahdolliset energiatasot ovat, ε, ε, 3ε, 4ε,, jotka kaikki ovat
LisätiedotVaratun hiukkasen liike
Luku 15 Varatun hiukkasen liike SM-kentässä Tarkastellaan lopuksi varatun hiukkasen liikettä sähkömagneettisessa kentässä. Liikeyhtälö on tullut esiin useaan otteeseen kurssin aikana aiemminkin. Yleisesti
LisätiedotEnergia, energian säilyminen ja energiaperiaate
E = γmc 2 Energia, energian säilyminen ja energiaperiaate Luennon tavoitteet Lepoenergian, liike-energian, potentiaalienergian käsitteet haltuun Työ ja työn merkki* Systeemivalintojen miettimistä Jousivoiman
Lisätiedoty 2 h 2), (a) Näytä, että virtauksessa olevan fluidialkion tilavuus ei muutu.
Tehtävä 1 Tarkastellaan paineen ajamaa Poisseuille-virtausta kahden yhdensuuntaisen levyn välissä Levyjen välinen etäisyys on 2h Nopeusjakauma raossa on tällöin u(y) = 1 dp ( y 2 h 2), missä y = 0 on raon
Lisätiedotdx = L2 (x + 1) 2 dx x ln x + 1 = L 2 1 L + 1 L ( = 1 ((L + 1)ln(L + 1) L) L k + 1 xk+1 = 1 k + 2 xk+2 = 1 10k+1 k + 2 = 7.
BM2A582 - Integraalilaskenta ja sovellukset Harjoitus 5, Kevät 26. a Lumikuiorman massa-alkio kohdassa on λd L2 + 2 d, joten kokonaismassa on Momentti suoran suhteen on L L 2 L m d L2 + 2 d + 2 / L L 2
LisätiedotLuento 10: Keskeisvoimat ja gravitaatio
Luento 10: Keskeisvoimat ja gravitaatio Gravitaatio Liike keskeisvoimakentässä Keplerin lait Laskettuja esimerkkejä Luennon sisältö Gravitaatio Liike keskeisvoimakentässä Keplerin lait Laskettuja esimerkkejä
LisätiedotKyösti Ryynänen Luento
1. Aurinkokunta 2. Aurinko Kyösti Ryynänen Luento 15.2.2012 3. Maa-planeetan riippuvuus Auringosta 4. Auringon säteilytehon ja aktiivisuuden muutokset 5. Auringon tuleva kehitys 1 Kaasupalloja Tähdet pyrkivät
LisätiedotTKK, TTY, LTY, OY, ÅA, TY ja VY insinööriosastojen valintakuulustelujen fysiikan koe 31.5.2006, malliratkaisut ja arvostelu.
1 Linja-autoon on suunniteltu vauhtipyörä, johon osa linja-auton liike-energiasta siirtyy jarrutuksen aikana Tätä energiaa käytetään hyväksi kun linja-autoa taas kiihdytetään Linja-auto, jonka nopeus on
LisätiedotLASKENNALLISEN TIETEEN OHJELMATYÖ: Diffuusion Monte Carlo -simulointi yksiulotteisessa systeemissä
LASKENNALLISEN TIETEEN OHJELMATYÖ: Diffuusion Monte Carlo -simulointi yksiulotteisessa systeemissä. Diffuusio yksiulotteisessa epäjärjestäytyneessä hilassa E J ii, J ii, + 0 E b, i E i i i i+ x Kuva.:
Lisätiedot