Effekt
Energi i systemer
Termisk energi
Bølgebegreber
Brydning, interferens, diffraktion og gitterligningen
100
Hvad er enhederne på de tre værdier du bruger i udregning af effekt? (Effekt=P=2 enheder), (Omsat energi=E_omsat) og (Tid=t)
(Effekt=P=j/s=W), (Omsat energi=E_omsat=j) og (Tid=t=s)
100
Hvad er energien altid i et lukket system?
Energien er konstant, altså er E_før=E_efter
100
Hvad er termisk energi?
Termisk energi er den indre energi i et stof, som skyldes atomernes eller molekylernes bevægelse. Jo højere temperatur, desto hurtigere bevægelse. Når man tilfører varme til et stof, øger man dets termiske energi.
100
Hvad betyder begreberne: bølgetop, bølgedal, amplitude, bølgelængde og ligevægtsstilling når vi snakker om bølger?
Bølgetop er toppen/ekstremum af bølgen.
Bølgedal er bølgens minimum/bund.
Amplituden er højden af hver bølge var ligevægtsstillingen
Bølgelængden svarer til afstanden mellem to bølgetoppe eller bølgedale.
Ligevægtsstillingen er bølgens midte hvor amplitude måles fra, og bølgen bevæger sig omkring.
100
Hvad kan der ske når en lysbølge går fra eksempelvis luft til vand?
Der kan ske en brydning, da lysbølgen går fra et medie til et andet, og her ændres vinklen fordi der kommer en ændring i bølgelængde idet lyset går fra et medie til et andet. Derudover sker der normalt også en reflektion, hvor lyset reflekteres fra vandoverfladen med samme vinkel som indfaldsvinklen. Derfor er indfaldsvinklen og udfaldsvinklen altid den samme ved reflektion.
200
Hvad er effekt, og hvad er formlen for effekt?
Energi omsat over tid, så altså hvor meget strøm et apparat bruger over tid. Formlen for effekt er P=E_omsat/t
200
Hvad kan der ske hvis et system ikke er lukket, og giv et eksempel på dette?
Systemet kan have et energitab undervejs, dette kan være en elkedel hvor der tabes energi til varme i ledninger ud til varmelegemet som opvarmer vandet. Den procentdel der faktisk ender med at gå til opvarmning af vandet kalder man for nyttevirkningen.
200
Hvad hedder det begreb, der bestemmer hvor meget temperaturen stiger i et stof af en given masse, og hvad er de tre tilstandsformer, og hvad sker der når et stof skifter tilstandsform ved opvarmning?
Varmefylde bestemmer hvor meget temperaturen i stoffet stiger, og stoffer kan enten være
Fast form (solid) (s)
Flydende form (liquid) (l)
Gasform (gas) (g)
Når vand fordamper eller is smelter, bliver temperaturen faktisk ikke højere, selvom man stadig tilfører varme. I stedet går energien til at bryde bindingerne mellem molekylerne
200
Hvordan udregner man frekvens, og hvilke enheder er indblandet?
Frekvens beregnes ved:
f=1/T
Hvor:
f=frekvens=Hz
T=periode= strækning i tid i stedet for bølgelængde=s
200
Hvad betyder interferens, og hvordan kan interferens være enten konstruktivt eller destruktivt?
Interferens er når bølger mødes og lægges sammen. det kan enten være konstruktivt på den måde, at bølgetoppene mødes og forstærker hinanden hvis bølgerne har samme fase, altså hvis de møder hinanden mens begge bølger er i deres bølgetop eller bølgedal, og resultatet bliver en større bølge (amplituden forøges) Destruktiv interferens er derimod når en bølgetop fra én bølge møder bølgedalen fra en anden og de udligner, hvilket fører til en "udslukning af bølgen.
300
Hvordan udregner du den omsatte energi hvis du kender tid og effekt, og hvad er formlen?
Du ganger tid med effekt, og udregner derved den omsatte energi, formlen er E_omsat=P*t
300
Hvad er formlen for nyttevirkning?
η=(E_nyttig/E_omsat)*100%
300
Hvad er formlerne for hhv. Mekanisk, Kinetisk og potentiel energi? samt hvad er de tilhørende enheder?
E_mek=E_pot+E_kin
E_kin=(1/2)*m*v2
E_pot=m*g*h
E_mek=Mekanisk energi=J
E_kin=Kinetisk energi=J
E_pot=Potentiel energi=J
m=Masse=kg
v=Hastigned=m/s
g=tyngdeacceleration=m/s2
h=Højde=m
300
Hvad er bølgeligningen, og hvilke elementer og enheder indgår?
Bølgeligningen er:
v=λ*f
Hvor:
v=Bølgens hastighed=m/s
λ =Bølgelængde=m
f=Frekvens=Hz
300
Hvad er diffraktion, og hvad fortæller Huygens princip?
Diffraktion er bølgers evne til at bøje sig omkring hjørner eller gennem smalle åbninger. Jo længere bølgelængde i forhold til åbningens størrelse, desto mere udtalt bliver diffraktionen. Altså er Diffraktion mest udtalt når λ≈a
Huygens princip fortæller om hvordan bølger udbredes, antager, at hver punkt på bølgefronten fungerer som en kilde til nye, sfæriske (kugleformede) bølger, der udbreder sig udad med samme hastighed som den oprindelige bølge.
400
Hvor meget energi der bliver brugt hvis en elkedel der bruger 2000W, skal være tændt i 50 sekunder for at koge vandet i kedlen?
P=E_omsat/t
E_omsat=P*t
E_omsat=2000W*50s=100.000J
400
Hvad er nyttevirkningen hvis en elkedel der opvarmer 1 liter vand, har omsat 120Kj energi, hvoraf vandet kun har modtaget 90Kj varmeenergi?
Nyttevirkningen bliver:
η =(E_nyttig/E_omsat)*100%
η =(120Kj/90Kj)*100%= 75%
400
Hvad er opvarmningsformlen og hvad er de tilhørende enheder? Hvor kan man finde den specifikke varmekapacitet for forskellige stoffer, samt hvordan udregner man varmekapaciteten for et stof af bestemt masse?
E=m*c*ΔT
E=Varmeenergi i Joule=J
m=Masse i kg=kg
c=Specifik varmefylde=(J/kg)*°C
ΔT=Temperaturændring=°C
Man kan slå gængse stoffers specifikke varmefylde op i en fysikbog, og ellers kan man finde værdierne på nettet for mindre gængse stoffer.
Man udregner varmekapaciteten for et stof af given masse således:
C=c*m
400
Hvad hedder de to kategorier man kan opdele bølger i, samt kvad kendetegner dem?
1. Longitudinalbølger (længdebølger), Partiklerne svinger i samme retning som bølgens udbredelse, altså parallelt med udbredelsen. Kræver et medie (stof) for at udbrede sig, og afhænger af temperaturer. Et eksempel er Lydbølger.
2. Transversalbølger (tværbølge), Partiklerne svinger vinkelret (på tværs) af bølgens udbredelsesretning. Kan udbrede sig i faste stoffer og på overflader – men ikke i væsker eller gasser. Et eksempel er Lysbølger
Derudover:
Mekaniske bølger, som fx lydbølger, der kræver et medium.
Elektromagnetiske bølger, består af svingninger i elektriske og magnetiske felter, som fx lys og radiobølger, der kan bevæge sig i vakuum, og kræver derfor ikke et medie.
400
Hvordan ser brydningsloven ud, samt hvad kan man bruge den til, og hvad er elementernes betydning og enheder?
Brydningsloven ser således ud:
n1*sin(θ1)=n2*sin(θ2)
Loven fortæller noget om forholdet mellem den vinkel lysbølger ændrer sig når de rammer vand.
Elementer og enheder har betydningerne:
n1=brydningsindeks i det første medium
n2=brydningsindeks i det andet medium
sin(θ1)=indfaldsvinkel (vinklen fra normalen i første medium)
sin(θ2)=brydningsvinkel (vinklen i andet medium)
Brydningsindeks er forholdet mellem lysets hastighed i vakuum og lysets hastighed i materialet. Denne værdi kan enten udregnes eller slås op for forskellige materialer. Udregningen sker således:
n=c/v
n=brydningsindeks
c=lysets hastighed i vakuum
v=lysets hastighed i det gældende medie/materiale.
500
Hvordan udregner og isolerer du tid i formlen for effekt?
P=E_omsat/t
Du ganger med E_omsat på begge sider.
P*E_omsat=t
t=P*E_omsat
500
Hvis du har en elkedel med en nyttevirkning på 95%, og du har omsat 100Kj for, at opvarme 1L vand. Hvad er nytteenergien, og hvor meget energi er så gået til i opvarmningsprocessen?
E_tab=E_omsat - E_nyttig
η=(E_nyttig/E_omsat)*100%
(η/100%)*E_omsat=E_nyttig
(95%/100%)*100Kj=95Kj
E_tab=100Kj - 95Kj=5Kj
500
Hvad er den kinetiske energi af en fjernstyret bil der vejer 1kg, som bevæger sig med en hastighed på 5km/t, og hvordan omregner man km/t til m/s?
Vi skal først omregne 10km/t til m/s da vi bruger enheden m/s til hastigheden i formlen for kinetisk energi:
E_kin=(1/2)*m*v2
Vi kan omregne km/t til m/s ved at gange med 3,6
v=5km/t*(3,6(km/t))/(m/s))=18m/s
E_kin=(1/2)*1*182=0,5*182=92=9*9=81J
500
Hvis vi vil udregne bølgelængden, eksempelvis ved en lydbølge som har en frekvens på 170hz, som bevæger sig med en hastighed på 340m/s. Hvordan udregner vi så her bølgelængden?
Vi bruger bølgeligningen:
v=λ*f
Her isolerer vi bølgelængden ved at dividere frekvens på begge sider:
λ=v/f=(340m/s)/170Hz=2m
Bølgelængden vil altså her være 2m
500
Hvad er gitterligningen, hvad betydning har dens elementer og hvilke enheder har de?
Gitterligningen er:
d*sin(θ )=n*λ
Hvor:
d=afstand mellem spalter/linjer i gitteret(gitterkonstanten)=m
θ =Afbøjningsvinklen til det n'te maksimum=°
n=Ordenen af afbøjningen, altså det maksimum der regnes på=Heltal=1, 2, 3 osv.
λ=Bølgelængden af lyset=m