Experimentalphysik I - Mechanik/Thermodynamik

Experimentalphysik I - Mechanik und Thermodynamik

Dozenten

Rene Reifarth

Kathrin Göbel

Raum: OSZ H1

Mo: 11:00 - 13:00
Do: 10:00 - 12:00
Fr: 13:00 - 14:00

Aufzeichnungen der Vorlesungen im OLAT: Vorlesungen online

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Inhalt

Mechanik: Massepunktnäherung, Kräfte, Gravitation, Newton’sche Gesetze, Bewegungsgleichung, Impuls- und Energieerhaltung, Stoßgesetze, trockene Reibung, Reibung im Fluid, harmonischer Oszillator (ungedämpft und gedämpft), starre Körper, Drehmoment, Drehimpuls, Bewegungsgleichung der Rotation, Drehimpulserhaltung, Scheinkräfte bei Rotation, Keplersche Gesetze.

Hydrodynamik: Quellen und Senken von Vektorfeldern, Kontinuitätsgleichung, Eulergleichung, Bernoulligleichung, Strömung in Röhren, Wirbel, Oberflächenspannung.

Thermodynamik:Die Vorlesung Thermodynamik leitet makroskopische Zustandsgrößen ab, durch die Wärme als eine besondere Form der Energie behandelt werden kann und zeigt die Zusammenhänge auf, durch die sich Wärme in Arbeit überführen lässt. Die Inhalte werden auch anhand von zahlreichen Experimenten verdeutlicht. Kenntnisse über folgende Begriffe und Themen werden vermittelt: Temperatur und Druck und ihre Messung, Aggregatzustand, Wärme, molekulare Wärmeleitung, Konvektion, Wärmestrahlung, Thermografie, Zustandsdiagramme, Zustandsgrößen (p, V , T ), ideales Gas, kinetische Gastheorie, Maxwell-Boltzmann-Verteilung, Gleichverteilungssatz, Regel von Dulong-Petit, Zustandsgleichung, spezifische Wärme, barometrische Höhenformel, Partialdruck, Osmose, Zustandsänderungen (reversibel/irreversibel, adiabatisch/isotherm/isobar/isochor), Gleichgewicht/Nichtgleichgewicht, Entropie und Wahrscheinlichkeit, Hauptsätze, Kreisprozesse, Wärmekraftmaschinen, Kältemaschinen und Wärmepumpen, reale Gase, Phasenumwandlung (van der Waals-Gleichung), Dampfdruckkurve, Gibbsche Phasenregel, Plancksches Strahlungsgesetz.

Leistungsnachweis

Vorlesung: Schein

Kriterien für jedes der Module Ex1a und Ex1b:

- Maximal 1 mal unentschuldigtes Fehlen in den Übungen

- Mindestens 1 mal Vorrechnen einer Aufgabe in den Übungen

- Die Aufgaben werden von den Teilnehmern vor der Übung vorbereitet. Mindestens 50% der Punkte sind erforderlich. Der Ablauf wird auf der Übungs-Seite beschrieben.

Literatur

  • L. Bergmann, C. Schäfer, Band 1, Mechanik - Akkustik - Wärme, Walter de Gruyter
  • W. Demtröder, Experimentalphysik 1, Mechanik und Wärme, Springer Verlag
  • K. Dransfeld, (Taschenbuch) Physik 1, Mechanik und Wärme, Oldenbourg Verlag
  • D. Giancoli, Physik, Pearson Studium
  • D. Meschede, Gerthsen Physik, Springer Verlag
  • A. Recknagel, Physik, Band 1, Mechanik, Verlag Technik Berlin
  • A. Recknagel, Physik, Band 2, Schwingungen und Wellen, Wärmelehre, Verlag Technik Berlin
  • P. Tipler, G. Mosca, Physik. Für Wissenschaftler und Ingenieure, Spektrum Verlag
  • H. Stöcker, Taschenbuch der Physik, Verlag Harri Deutsch
  • R. Pitka, S. Bohrmann, H. Stöcker, G. Terlecki, H. Zetsche, Physik - Der Grundkurs, Verlag Harri Deutsch
  • F. Herrmann, Skripten zur Vorlesung Experimentalphysik - Mechanik
  • F. Herrmann, Skripten zur Vorlesung Experimentalphysik - Thermodynamik