English

Katalog předmětů

Identifikace

KódCB054
NázevAplikovaná fyzika (V)
Course nameApplied Physics (V)

Zařazení

Zařazení ve studijních programech

Rozsah výuky

Přednášky2 [hodiny/týden], nepovinná
Cvičení2 [hodiny/týden], povinná

Zabezpečení výuky

ÚstavÚstav fyziky
GarantJan Martinek

Obsahové informace

Znalosti z fyziky a fyzikální chemie v oblasti plynných a kapalných látek. Energetické bilance fyzikálních procesů z každodenního života.
Struktura atomů a stavba molekul.
Základy statistické fyziky.
Teplo, teplota a tepelná kapacita na částicové úrovni.
Ekvipartiční teorém.
Vlastnosti plynů, především vzduchu a vodní páry.
Vliv tlaku a teploty na skupenství
Praktické důsledky výparného tepla (energie pro zvlhčování vzduchu, tepelné stroje, kondenzační kotel, atd.)
Proudění, rovnovážné a nerovnovážné procesy.
Termodynamické principy v kapalinách.
Transport tepla v kapalinách. Difuze.
Sluneční záření, globální pohled na procesy v atmosféře

Harmonogram přednášky

  • 1. Definice fyzikálních veličin, soustava SI, definice teploty, ekvipartiční teorém, vnitřní energie
  • 2. Statistická fyzika, stavová rovnice, praktická využití
  • 3. Vlastnosti vzduchu, vodní páry a atmosféry
  • 4. Bilance hmotnosti, hybnosti a energie: hybnost v kapalinách, energie v kapalinách (vnější a vnitřní), hydrostatický tlak, Pascalův zákon, Archimedův zákon
  • 5. Proudění: ustálené proudění vazké nestlačitelné kapaliny potrubím, rozdělení rychlosti podle poloměru potrubí, ustálené proudění vazké nestlačitelné kapaliny potrubím (Hagen-Poisseliův zákon)
  • 6. Tlak, teplota a fázové přeměny, latentní teplo, fyzika nízkých tlaků a nízkých teplot
  • 7. Částicová fyzika a tepelná kapacita plynů při konstantním tlaku či objemu
  • 8. Základy termodynamiky, děje v plynech, tepelné stroje, Carnotův cyklus
  • 9. Praktické využití odvozených vlastností (motory, tepelná čerpadla, klimatizace, termoelektrické generátory, termočlánky, Peltierovy články, kondenzační kotel, vysoušení a zvlhčování vzduchu)
  • 10. Elektromagnetické záření, Planckův vyzařovací zákon, Sluneční záření, spektrální vlastnosti atmosféry
  • 11. Dokonale černé těleso, emisivita, transmitance, absorbance, solární kolektory a jejich konstrukce a účinnost
  • 12. Pohled na děje z hlediska energie - energetické přeměny, akumulace energie, hustota energie, hustota výkonu
  • 13. Sluneční záření, základy meteorologie, složení atmosféry, skleníkový efekt

Harmonogram cvičení

  • 1.týden: návody - seznámení s používanými metodami měření, metodami výpočtů, rozdělení úloh na celý semestr (cyklické střídání úloh pro dvojice studentů, seznámení s bezpečnostními předpisy pro práci na elektrických zařízeních ve studentských laboratořích
  • 2.týden měření první laboratorní úlohy podle rozpisu
  • 3.týden následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů
  • 4.týden následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů
  • 5.týden následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů
  • 6.týden následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů
  • 7.týden konzultace - opravy, doměření nedostatků a doplnění všech předchozích měření, opravy všech nepřijatých protokolů, odevzdání spočítaných příkladů
  • 8.týden následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů
  • 9.týden následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů
  • 10.týden následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů
  • 11.týden následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů
  • 12.týden následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů
  • 13.týden písemka a odevzdání protokolu z předchozího měření, zápočet
  • Laboratorní úlohy:
  • Frekvenční závislost činitele zvukové pohltivosti
  • Frekvenční analýza zvuku
  • Doba dozvuku v místnosti
  • Stanovení rezistance přímou metodou
  • Stanovení kapacity kondenzátoru přímou metodou
  • Stanovení indukčnosti a kvality cívky přímou metodou
  • VA charakteristika polovodičové diody
  • Stanovení výstupní charakteristiky tranzistoru
  • Stanovení náboje elektronu z charakteristiky tranzistoru
  • Stanovení měrné tepelné kapacity pevných látek kalorimetrem
  • Stanovení součinitele teplotní roztažnosti
  • Stanovení měrné tepelné vodivosti cihly nestacionární metodou
  • Stanovení adiabatické Poissonovy konstanty vzduchu
  • Stanovení cejchovní křivky termočlánku
  • Stanovení cejchovní křivky termistoru
  • Stanovení cejchovní křivky termodiody
  • Stanovení topného faktoru tepelného čerpadla
  • Závislost součinitele absorpce světla v průsvitných látkách na vlnové délce světla
  • Stanovení celkového světelného toku bodového zdroje
  • Experimentální sledování strukturních změn betonových vzorků při statickém zatěžování tahem za ohybu metodou akustické emise
  • Stanovení drsnosti lomové plochy konfokálním mikroskopem
Znalosti matematiky a fyziky v rozsahu základních kursů bakalářského studia.

Základní literatura předmětu

T. Ficker: Vedení tepla ve stavebních konstrukcích, CERM Brno, 2008
T. Ficker: Kondenzace ve stavebních konstrukcích, CERM Brno, 2008
T. Ficker: Tepelné záření ve stavebních konstrukcích, CERM Brno, 2008
P. Schauer: Stavové veličiny termodynamických soustav, , CERM Brno, 2007
P. Schauer: Termodynamika, CERM Brno, 2007
  • ne