Samenvatting: An Introduction To Thermal Physics | 9780192895547 | Daniel Schroeder

Lees hier de samenvatting en de meest belangrijke oefenvragen van An Introduction to Thermal Physics | 9780192895547 | Daniel Schroeder

• 1 Energy in Thermal Physics

  Dit is een preview. Er zijn 2 andere flashcards beschikbaar voor hoofdstuk 1
  Laat hier meer flashcards zien

• Geef de operationele en theoretische definitie van temperatuur.

  Operationeel: = wat je meet met een thermometer in zekere 'units' voor temperatuur
  Theoretisch: =  meting van de neiging van een voorwerp om spontaan energie over te geven aan de omgeving. Wanneer twee voorwerpen in thermisch contact zijn, dan is degene die neigt naar het verliezen van energie degene met de hoogste temperatuur.

• Noem de verschillende evenwichten en wat er uitgewisseld wordt.

  • Thermisch (energie)
    
  • Mechanisch (volume)
    
  • Diffuus (deeltjes)

• 1.3 Equipartition of Energy

• Wat is de equipartition ( = gelijkmatige verdeling) theorem?

  Deze stelt dat voor elke vrijheidsgraad ( = energie voor welke de formule een kwadratische functie van coördinaat of snelheidscomponent is), de gemiddelde energie 0.5 * k * T is.

• Hoe wordt de thermische energie gegeven + 3 notities?

  U,thermal = N * f * 0.5 * k * T
  met aantal atomen N, vrijheidsgraden f en de gemiddelde energie volgens de equiparition theorem. 
  
  

  • geeft eigenlijk gemiddelde ipv totale energie, maar bij grote N zijn deze fluctuaties vanaf N verwaarloosbaar
  • geen totale energie, want er bestaat ook statische energie die niet veranderd --> veilig om toe te passen om verandering in energie bij temp veranderingen
  •  opletten bij het tellen van vrijheidsgraden!
    

• Hoe tel je de vrijheidsgraden van een systeem (gas)?

  Basis:
  

  • monotomic molecuul (helium, argon): f = 3 (translational motion)
  • diatomic  molecuul (o2, n2): f = 5 (translational motion + rotational motion 2 axes)
  • uitzondering CO2 ook f = 5
  • polyatomic molecules: f = 6  (trans motion + rot motion 3 axes)

  
  
  Wanneer een atoom vibreert geeft dit 2 extra vrijheidsgraden ( 1 vibrational Ekin, 1 Epot), waarbij verschillende vibraties (stretching, flexing, twisting) allemaal tellen als 2 f.
  
  Op kamertemperatuur zijn de vibraties echter vaak 'frozen out' en dragen deze niet bij aan de thermische energie.

• Hoe tel je de vrijheidsgraden van een vaste stof?

  Elk atoom kan in drie loodrechte richtingen vibreren en dus is f voor elk atoom 6, want (3 Ekin, 3 Epot). Echter kunnen er bepaalde f 'frozen out' zijn bij kamertemperatuur. 

• Hoe tel je vrijheidsgraden van een vloeistof?

  - translationele kinetische energie: 3/2 * k * T
  - potentiële energie: equipartition theorem werkt niet, doordat de intermoleculaire Epot geen kwadratische functies heeft.

• 1.4 Heat and Work

  Dit is een preview. Er zijn 4 andere flashcards beschikbaar voor hoofdstuk 1.4
  Laat hier meer flashcards zien

• Hoe wordt 'heat' (Q) gedefinieerd?

  De verplaatste (transferred) energie heet 'heat', waarbij dit de spontane stroom van energie van het ene object naar het andere is. Dit wordt veroorzaakt door een verschil in temperatuur tussen de objecten. 'Heat entered the system'

• Hoe wordt 'work' (W) gedefinieerd?

  Elke vorm van (transferred) energie die niet plaatsvindt door heat. Het zal dus niet automatisch gebeuren, maar er is een 'agent' die actief energie in het systeem stopt. 'work was done on a system'

• Geef de eerste wet van de thermodynamica en leg uit waarom je niet kunt praten over de hoeveelheid work of heat in een systeem.

  $\delta$ U =  Q + W
  
   Heat en work gaan over energietransitie, je kunt het dus hebben over hoeveel heat een systeem ingaat of hoeveel werk er wordt uitgevoerd, maar niet over hoeveel er in een systeem is. Wel over totale energie in systeem