A kurzus
áttekintése
A kurzus a Természettudományi Kar mérnök-fizikus
szakos hallgatói részére előírt, három szemeszteres, kötelező Kísérleti
fizika tárgy 3. szemesztere.
Óraszám,
kreditpont
Heti óraszám:
3 óra előadás és 1 óra gyakorlat (3+1)
Kreditpont: 4
Feltételezett
ismeretek, előkövetelmények
Az alapvető mechanikai és elektromágnességtani
ismereteken túl a többváltozós függvények differenciál- és integrálszámítására
vonatkozó alapismereteket használunk fel.
A tárgy felvételének feltétele a
Matematika B2
Kísérleti fizika I.
tárgyak kreditpontjainak megszerzése.
A kurzus
indul
Vizsgakurzusként a fizika alapképzési (BSc)
szak Kísérleti fizika 3 kurzusával együtt.
Tankönyv,
segédanyag
Tóth A.: Bevezetés a termodinamikába,
Műegyetemi
Kiadó, Budapest, 2001
Tóth
A.: Kibővített óravázlat
(internetről letölthető anyag)
Budó Á.: Kísérleti fizika I.,
Tankönyvkiadó, Budapest
Előadások
A tárgyból előadás nincs, csak vizsgakurzus.
Az őszi félévben a fizika alapképzési (BSc) szak Kísérleti
fizika 3 előadásait
lehet látogatni.
Gyakorlatok
Külön gyakorlat nincs, a
fizika alapképzési (BSc) szak
Kísérleti
fizika 3 kurzus gyakorlataira
lehet járni, ahol
az esetleg hiányzó aláírás megszerezhető.
A hallgatók a
gyakorlat anyagából a félév során két zárthelyit írnak, amelyek mindegyikének
sikeres megírása az aláírás feltétele. A zárthelyi sikeres, ha a kapott
pontszám eléri a maximális pontszám 40%-át. Sikertelen zárthelyi a szorgalmi
időszakban következmények nélkül egyszer pótolható, sikertelen pótlás esetén
újabb pótlás csak iv. jelleggel a vizsgaidőszakban lehetséges.
Konzultáció
A szorgalmi időszakban – szükség szerint
– az előadás alkalmával történő megbeszélés alapján tartunk konzultációt,
a vizsgaidőszakban a kiírt vizsgaidőpontot megelőző napok egyikén van mód
konzultációra.
Tantárgykövetelmények
A tárgy oktatása előadásokon és gyakorlati foglalkozásokon történik. Gyakorlati jegy nincs, a vizsgára bocsátás feltétele azonban a félév során két zárthelyi sikeres megírása a gyakorlati foglalkozásokra kiadott feladatokhoz hasonló feladatokból. A zárthelyi sikeres, ha a kapott pontszám eléri a maximális pontszám 40%-át.
Sikertelen zárthelyi a szorgalmi időszakban következmények nélkül egyszer pótolható, sikertelen pótlás esetén újabb pótlás csak i.v. jelleggel a vizsgaidőszakban lehetséges.
A vizsgakövetelményekhez – az elméleti anyag ismeretén túl – hozzátartozik a fizikai törvények alkalmazása (tehát egyszerűbb feladatok megoldása), továbbá az előadáson bemutatott kísérletek és egyéb demonstrációs anyagok ismerete is.
Minden itt nem érintett kérdésben a "BME tanulmányi- és vizsgaszabályzata" az irányadó.
Vizsga
A tárgyból szóbeli vizsga van, amelyet
a vizsgaidőszakban lehet letenni. Vizsgázni csak az aláírás megszerzése
után lehet, ennek feltétele pedig a gyakorlati foglalkozásokon írt zárthelyik
sikeres teljesítése. A vizsgán mindenki véletlenszerűen két tételt húz
az előre kiadott vizsgatételekből, amelyeket legkésőbb a vizsgaidőpontok
kiírásával egy időben ismertetünk.
A vizsgán alapkövetelmény a tárgyalt
fizikai mennyiségek, továbbá az alaptörvények és alkalmazási feltételeik
ismerete. A levezetések és bizonyítások ismerete nem alapkövetelmény, de
ezek nélkül legfeljebb közepes jegy kapható.
A tárgy
tematikája
Kontinuumok: Szilárd test rugalmas- és plasztikus alakváltozásai.
Nyugvó folyadékok és gázok leírása. Felületi jelenségek. Folyadékok és
gázok áramlása, kontinuitási tétel, Bernoulli-egyenlet, súrlódásos áramlás.
Termodinamika: A hőmérséklet fogalma és mérése, az ideális gáz
állapotegyenlete. A kinetikus gázelmélet alapjai, a nyomás és hőmérséklet
kinetikus értelmezése, ideális gáz belső energiája, a Maxwell-féle sebességeloszlás.
Reális gázok, van der Waals-egyenlet. Szabad úthossz, diffúzió, hővezetés
és viszkozitás gázokban.
Termodinamikai állapotjellemzés, folyamatmodellek. Hőmennyiség, belső
energia, a hőtan I. főtétele. Fajhő és entalpia, gázok belső energiája
és entalpiája, ideális gáz állapotváltozásai, körfolyamatok.
A hőtan II. főtétele, az entrópia fogalma, az entrópianövekedés tétele.
A statisztikus leírás alapjai: termodinamikai valószínűség, az entrópia
statisztikus értelmezése. Entrópia-változás kiegyenlítődési folyamatokban,
ideális gáz entrópiája, homogén rendszerek belső energiája, entalpiája
és mólhői.
Egyensúlyi feltételek homogén rendszerekben, termodinamikai potenciálok,
fundamentális függvények. A termodinamika differenciális összefüggései:
állapotegyenletek, Maxwell-relációk, Gibbs-Helmholtz-egyenletek. Kémiai
affinitás, a hőtan III. főtétele.
A termodinamika egyenletei változó anyagmennyiségnél, kémiai potenciál,
Euler egyenletek, Gibbs-Duhem reláció. Fázisátalakulások egykomponensű
rendszerekben, Clausius--Clapeyron-egyenlet.
Többkomponensű rendszerek: híg oldatok néhány sajátsága, kémiai reakciók,
a tömeghatás törvénye.