Fysik 1a: Termofysik, väder, klimat och meteorologi

Värme, temperatur och tryck Vad är det för skillnad på temperatur och värme? Vad innebär det att det är 20 grader C inomhus? Varför kan båtar flyta på vattnet? I denna del kommer vi gå igenom allt ifrån tryck och Arkimedes princip till ideala gaslagen, temperatur och värme. Sedan fokuserar vi hur fysikaliska modeller och mätmetoder används för att göra prognoser för klimat och väder samt hur prognosers tillförlitlighet och begränsningar.

Vad?

Begrepp:

Temperatur och värme: Temperatur, absolut temperatur, NTP, ledning strömning, konvektion, strålning, ideal gas, termisk energi, värme, värmekapacitet, specifik värmekapacitet, specifik smältvärme, specifikångbildningsvärme, smältentalpitet ångbildningsentalpitet, fas, plasma, kondensera, stelna, smälta, förånga, sublimera

Tryck, vätsketryck, gastryck, normalt lufttryck, övertryck, undertryck, lyftkraft

Kunskap:

• Ideala gaslagen anger sambandet mellan tryck p, volym V , molmassan n och temperaturen T hos en gas. R är gaskonstanten.           pV = nRT

• Energin E som behövs för att värma ett ämne ges av ämnets massa m, ämnets specifika värmekapacitet c och temperaturförändringen

      ∆T E = cm∆T

• För att smälta massan m av ett ämne med specifik smältvärme cs krävs energin E
     E = cs m

• För att förånga massan m av ett ämne med specifik ångbildningsvärme ck krävs energin E

     E = ck m    

• Trycket p är kraft F per area

     p=F/A

• Trycket i en vätska ges av trycket p0 ovanför vätskan, vätskans densitet ρ, tyngdaccelerationen g och hur djupt du befinner dig i vätskan h.
     p = p0 + ρgh

• Arkimedes princip innebär att lyftkraften hos en vätska är lika stor som tyngden av den undanträngda vätskan.

     F = ρgV

Hur?

Arbetsområdet kommer bestå av att arbeta med uppgifter i läroboken/digitalt läromedel, laboratoriet, enskilda eller gruppgenomgångar, självrättande test, genomgångar via videoklipp, avslutande prov och examinationstillfälle - labbuppgift

 

När?

v.49-6

Introduktion om termofysik - tryck, temperatur och värme, temperatur och värme bärekningsövningar och ideala gaser

grundkunskaper om klimat och vädret,

övning laboratoriet - Värme och Tryck 

Examinationstillfälle - Labb (värme och värmekapacitet - cirka v.5-6)

Betyg baserar på resultat av laboratoriet, del inlämningsuppgifter och prov (v.6)

Läroplanskopplingar

Centralt innehåll

• Tryck, tryckvariationer och Arkimedes princip.
• Energiprincipen, entropi och verkningsgrad för att beskriva energiomvandling, energikvalitet och energilagring.
• Termisk energi: inre energi, värmekapacitet, värmetransport, temperatur och fasomvandlingar.
• Planering och genomförande av experimentella undersökningar och observationer samt formulering och prövning av hypoteser i samband med dessa.