Kísérleti fizika III. (BME TE 131072)


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.