Temperatur T 1K (Kelvin)
Makroskopiskt: mäts med termometer (t.ex.
volymutvidgning av vätska)
Mikroskopiskt: molekylers genomsnittliga
kinetiska energi
Temperaturskalor
Celsius 1 oC: vattens fryspunkt 0 oC och
vattens kokpunkt 100 oC.
Fahrenheit 1 oF: 0 oF (-18 0C),100 oF (38 oC)
Gastermometer (tryck-temperatur):
Kelvin 1 K: 0 K (-273,15 oC) absoluta
nollpunkten,
273,15 K (0 oC)
Två kroppar i ’Termodynamisk jämvikt’ har
samma teperatur och inget värmeutbyte
sker mellan dem. En termometer mäter sin
egen temperatur.
Värmeutvidgning:
Längdutvidgning ΔL: ΔL=Lo·α·ΔT
Lo : längd (innan utvidgning)
α : längdutvidgningskoefficient 1 K-1
ΔT : temperaturändring 1 K
Volymutvidgning ΔV: ΔV=Vo·β·ΔT
Vo : volym (innan utvidgning)
β : volymutvidgningskoefficient 1K-1
ΔT : temperaturändring 1 K
β = 3·α
Termometrar:
Vätske
Bimetall
Resistans
Halvledare
Pyrometrar
Termoelement
Infraröd strålning Värmekamera
Värme
1 J (joule)
Värme: Energi som överförs (ledning,
strålning)
Inre energi: Energi som är lagrad
Specifik värmekapacitet c 1 J/(kg.K)
c: Den värmemängd som behövs för att
höja temperaturen 1 K (1 oC) på 1 kg av ett
ämne. Tas från tabell för vätskor och fasta
ämnen.
Q=m.c.ΔT
Q: upptagen eller avgiven värmeenergi 1 J
m: massa
ΔT: temperaturändring (Tslut -Tstart) 1 K
Upptagen värmeenergi Q positiv
Avgiven värmeenergi Q negativ
Fasövergångar: Q= m.lv , Q=m.lf
lv specifik ångbildningsvärme (vaporization)
lf :specifik smältvärme (fusion)
c beror av fas (dvs. olika för t.ex. is vatten
och vattenånga)
Tryck p 1 Pa (pascal, N/m2 , kg/(m.s2)
F
p=
A
Beteckning
p
F
A
Storhet
Tryck
Kraft
Area
Enhet
1 Pa =1N/m2
1N
1 m2
Tryck p 1 Pa (pascal, N/m2 , kg/(m.s2)
F
p=
A
F (N) är kraften på ytan A (m2)
Tryckenheter:
1,013 .105 Pa=1 atm (atmosfär)=760 mmHg
=760 torr (Torricelli) =1,013 bar=1,03 ’kilo’
(1 kg.g/cm2)
g : tyngdaccelerationen m/s2
Övertryck: skillnad mot atmosfärstryck
Tryck i vätska (kraft/area)
Vätskepelarens tyngd: h.A.ρ.g
1N
3
ρ : densitet 1 kg/m
Tryck (pga vätskan): ρ.g.h 1 Pa (pascal)
(1 atmosfär = 1013 hPa)
Pascals lag:
Om en innesluten vätska utsätts för tryck
fortplantas trycket till alla delar av vätskan.
(innebär bl.a samma tryck på sidovägg)
Hydraulisk lift
Samma tryck överallt i vätskan medför att
F2=A2 / A1 . F1
Newton’s andra lag:
F = dp = m⋅ dv = m⋅a
dt
dt
F:
p:
m:
v:
a:
kraft
rörelsemängd
massa
hastighet
acceleration
t: tid
1 N (newton)
1 kg.m/s
1 kg
1 m/s
1 m/s2
1s
Kinetisk energi:
W = 1 ⋅ m ⋅v 2
kin 2
Potentiell energi:
W pot = m ⋅ g ⋅ h
g: tyngdaccelerationen
h: höjd
Effekt P 1 W (Watt, J/s
dW
P=
dt
1 m/s2
1m
F = dp = m⋅ dv dt liten ⇒ stor kraft
dt
dt
p= F
A
Pascals lag
A liten ⇒ stort tryck
Arkimedes princip: Lyftkraften på en kropp
nedsänkt i vätska är lika stor som tyngden
av den undanträngda vätskan
Tyngd: 1 N (massa. g)
Flyft = ρv . g . V
ρv : densitet hos undanträng vätska
g : tyngd accelerationen
V : undanträngd volym
Tryckmätare:
Vätskepelare
Mekaniska (buktande metallskiva)
Kapacitans
Pirani (värmeledning)
Penning (jonström)
