|
| Udgave: |
Forår 2013 NAT |
| Point: |
5 (kursusdel) + 2,5 (projekt) |
| Point: |
7,5 |
| Blokstruktur: |
3. blok |
| Skemagruppe: |
C |
| Fagområde: |
fys |
| Institutter: |
Niels Bohr Institutet |
| Uddannelsesdel: |
Bachelor niveau |
| Kontaktpersoner: |
Bo Vinter, tlf. 35 32 05 18 mail: bo@gfy.ku.dk |
| Skema- oplysninger: |
 Vis skema for kurset
Samlet oversigt over tid og sted for alle kurser inden for Lektionsplan for Det Naturvidenskabelige Fakultet Forår 2013 NAT |
| Undervisnings- periode: |
4. februar til 14. april, 2013 |
| Undervisnings- form: |
To perioder à 4 timer per uge i form af forelæsninger, gruppearbejde, regneøvelser samt en periode à 4 timer til projektet.
|
| Formål: |
Kurset introducerer termodynamikken (varmelæren), både fra den klassiske (Boltzmann/Gibbs) og fra den moderne statistisk mekaniske synsvinkel. Fundamentet for at bestemme hvad der sker i en given termodynamisk proces, med eller uden varmeudveksling udvikles. Det statistik mekaniske begrebsapparat introduceres som grundlag for udledning af til eksempel ligefordelingsloven og til den videre forståelse af begreber som faseovergange.
Projektet tager udgangspunkt i et delvist selvvalgt emne, og der lægges op til diskussion og evaluering af kvantitative resultater.
|
| Indhold: |
Begreberne temperatur, varme, arbejde, energi, fri energi og entropi defineres nøje i forbindelse med introduktion af termodynamikkens 1. og 2. hovedsætninger. Yderligere beskrives tilstandsligningen (idealgasloven) og begrebet varmekapacitet. Konsekvenserne af hovedsætningerne i konkrete fysiske situationer beskrives for eksempel ved brug af termodynamiske (PV) diagrammer. Begrebet multiplicitet og tilstandssum introduceres sammen med den sandsynlighedsteoretiske definition på entropien. Sammenhængen mellem entropi og varme etableres.
Projektet er et teoretisk, eksperimentelt, observationelt og/eller numerisk projet i et fysisk fagområde. Det udføres i grupper af typisk
3-4 studerende under vejledning.
|
| Kompetence- beskrivelse: |
Der opnås en beherskelse af begreberne i termodynamikken og den statistiske fysik. Ved forsøgsaktiviteter opnås en konkret forståelse af de abstrakte begreber som temperatur, indre energi, varme, arbejde, mikro- og makrotilstande, entropi mv. |
| Målbeskrivelse: |
Kurset skal bringe deltagerne i stand til at:
- Beskrive begreberne tryk, temperatur, volumen, varme, arbejde, energi og entropi
- Beskrive 1. og 2. hovedsætning.
- Kunne håndtere begreberne frie energier og ligevægt i forskellige simple fysiske situationer (konstant tryk, konstant volumen m.v.).
- Være i stand til at afgøre under hvilke forhold varmekapaciteten, der måles er CV eller CP, og bestemme sammenhængen imellem de to.
- Kunne anvende idealgasligningen og hovedsætningerne i forhold til konkrete fysiske problemstillinger.
- Kunne analysere og gøre overslagsberegninger i simple fysiske situationer, altså at kunne give intelligente bud på spørgsmål som: ”Hvor meget ændres en ballons volumen, hvis den lægges i fryseren?”, ”Hvor varm bliver luften i en cykelpumpe, når man holder for hullet og presser den sammen af alle kræfter?”, ”Hvad er lufttemperaturen i 10 km’s højde?”, ”Hvad får man mest varme ud af et kg aluminium eller 1 kg bly, begge ved 100 graders celcius?”
- Analysere simple situationer som plat og krone og se sammenhængen med de termodynamiske begreber.
- Kunne komme med bud på hvorledes for eksempel entropien måles i konkrete (simple) fysiske processer
- Kunne regne på fysiske systemer med brug af tilstandssummer og Lagrangemultipliers
- Projektet: Kunne sætte sig ind i et begrænset fagområde, vurdere
egne idéer og resultater i forhold til etablerede teorier og eksisterende viden.
- Projektet: Skabe overblik og sammenhæng i opnåede resultater
og skrive en fyldestgørende rapport.
- Projektet: Kunne disponere og fremlægge en kort mundtlig
redegørelse for en del af projektet.
Karakteren 12 gives for præstationen, hvor studenten på overbevisende måde har demonstreret selvstændighed, overblik og indsigt i detaljerne svarende til ovennævnte målbeskrivelser.
Karakteren 2 gives for den usikre præstation, hvor studenten kun lige klarer det nødvendige minimum af de anførte målbeskrivelser.
|
| Tilmelding: |
Tilmelding foregår på Selvbetjeningen i perioden 15. november - 1. december, 2012.
|
| Faglige forudsætninger: |
I matematik forudsætter kurset kendskab til multiple integraler, summer, især potensrækker, Taylorudvikling. I fysik fordres kendskab til grundlæggende mekanik.
|
| Eksamensform: |
Afsluttende eksamen med intern censur og karakter givet for to dele. Del 1: En 10 minutters individuel mundtlig fremstilling på baggrund af en projektrapport udarbejdet i grupper. Den individuelle mundtlige fremstilling vægter med 1/3. Del 2: 4 timers skriftlig eksamen med alle hjælpemidler, der vægter 2/3. Kurset kan ikke bestås hvis enten projektet eller den skriftlige termo eksamen vurderes til karakteren -3. Det er et krav for at kunne deltage i eksamen, at følgende er godkendt og gyldige senest en uge før den skriftlige eksamen:
En prøve afholdt i forbindelse med regneøvelserne. Denne prøve skal bestås.
Noter som tages ved alle øvelser. Godkendelse foregår ved at man får lærerens underskrift på noterne.
Reeksamen: 4 timers skriftlig prøve med alle hjælpemidler - såfremt der er 10 eller færre tilmeldte ændres eksamensformen til mundtlig prøve af ca. 30 minutters varighed inklusiv votering. Der er ingen forberedelsestid.
|
| Eksamen: |
Mundtlig prøve d. 2-5. april 2013. Skriftlig prøve d. 10. april 2013.
Reeksamen: BEMÆRK at reeksamensformen er Mundtlig prøve d. 26. juni 2013.Såfremt der er 10 eller færre tilmeldte til reeksamen, ændres eksamensformen til mundtlig. |
| Kursus hjemmeside: |
 |
| Undervisnings- sprog: |
Kun dansk
|
| Sidst redigeret: |
30/5-2013 |