Vad är egentligen entropi?

Entropi liknas ofta med oordning av partiklar. En hög entropi är detsamma som en stor oordning. Det finns t o m de som lite skämtsamt hävdar att t ex oordningen i hemmet ökar pga den fysikaliska lag, Termodynamikens andra huvudsats, som säger att entropin går mot ett maximum i ett isolerat system.

Nedanstående korta video ger en ansats till en mer generell förklaring om vad entropi egentligen är, och hur det kommer sig att värme flödar från varmare områden mot kallare.

Givetvis är det inte hela sanningen som tas upp i denna video på fem minuter. Den intresserade kan börja att orienteras sig t ex i denna Wikipedia-artikel, (eller ännu hellre den engelskspråkiga motsvarigheten till artikeln) som som tar upp både den mikroskopiska och den makroskopiska definitionen.

Jag hittade filmen, tillsammans med några frågor och relaterade dokument, på denna Ted-Ed-sida.

 

Vad är egentligen entropi?

Fysikaliska principer, Del 1 – Energiprincipen

All problemlösning i fysik utgår från någon eller några fysikaliska principer. Det kan t ex vara någon av Newtons rörelselagar, någon av termodynamikens huvudsatser eller någon av av de lagar som kan uttryckas med Maxwells ekvationer. En av gymnasiefysikens stora uppgifter är att eleverna ska lära sig anknyta vissa fysikaliska lagar till situationer, och därur kunna identifiera situationer och göra förutsägelser med hjälp av dessa. Ämnesplanen i gymnasiefysiken (Gy11) säger bl a att undervisningen ska ge eleverna förutsättningar att utveckla

  • ”Kunskaper om fysikens begrepp, modeller, teorier och arbetsmetoder samt förståelse av hur dessa utvecklas.”
  • ”Förmåga att analysera och söka svar på ämnesrelaterade frågor samt att identifiera, formulera och lösa problem. Förmåga att reflektera över och värdera valda strategier, metoder och resultat.”

Syftet med den här serien av blogginlägg – Fysikaliska principer – är att utifrån några exempel på olika teman försöka påvisa hur de grundläggande fysikaliska principerna används för att lösa fysikaliska problem genom att teckna de ekvationer som är relaterade till principerna. Målet är att få en stor spridning på problemen och att tydliggöra kopplingen till den aktuella fysikaliska principen. Idag inleder jag serien med några exempel som har att göra med termodynamikens första huvudsats, Energiprincipen.
Continue reading ”Fysikaliska principer, Del 1 – Energiprincipen”

Fysikaliska principer, Del 1 – Energiprincipen

Frigjord energi vid fusion och fission

Fysik B - NV08FMTEn fråga på dagens lektion gällde hur massorna (energierna) förhåller sig mellan produkter och ursprung vid fusion och fission. Regeln är att de spontana processerna avger energi, och att dessa går i den riktningen mot järn och nickel (se bilden Bindningsenergi som funktion av masstal). Det innebär att produkterna, dvs det som står på höger sida om reaktionspilen, är lättare än ursprungsnukliden. Detta hoppas jag att det inte råder någon tvekan om. Continue reading ”Frigjord energi vid fusion och fission”

Frigjord energi vid fusion och fission

Uppgifter när du inte labbar vecka 34

Fysik A - NV09FMTDenna veckas laboration har med energi att göra. Då vi kör laboration två dagar denna vecka (det kommer vi i allmänhet inte att göra) är det inte mer än rätt att den grupp som inte arbetar med laborationen har lite andra uppgifter inom temat att göra.

Jag rekommenderar denna vecka arbete i övningsboken. På sidan 26 börjar energiavsnittet, och det inleds med ett antal lösta exempel som bör studeras. Uppgifterna jag rekommenderar att du jobbar med på egen hand är:

5.9, 5.10, 5.12, 5.15, 5.19 och 5.29 (vilka återfinns på sidorna 27 och 28 i övningsboken).

Nästa vecka börjar vi med avsnittet Värme, som också det är en energiform.

Uppgifter när du inte labbar vecka 34

Energi i samhällsdebatten

Fysik A - NV09FMTEtt viktigt mål med fysikämnet i skolan är att den studerande skall ”utveckla sin förmåga att kvantitativt och kvalitativt beskriva, analysera och tolka fysikaliska fenomen och skeenden i vardagen, naturen, samhället och yrkeslivet” (citat från Skolverkets ämnesbeskrivning för fysik).

I dagens Svenska Dagbladet finns ett debattinlägg rörande e-fakturor. Jag vill särskilt lyfta ett stycke som rör vårt nuvarande avsnitt: Continue reading ”Energi i samhällsdebatten”

Energi i samhällsdebatten

Effekt och verkningsgrad

Fysik A - NV09FMTDenna vecka har temat varit effekt och verkningsgrad. Det står ganska utförligt i boken, men jag vill ändå trycka på några saker:

  • Effekt är energi (eller arbete) per tidsenhet. 1 J/s = 1 Watt.
  • Alla apparater (såsom motorer, lampor, värmeelement) utvecklar en viss effekt. Denna effekt utvecklas alltså hela tiden apparaten är igång. Begreppet watt/sekund blir meningslöst på denna nivå. (Ok, om effekten varierar över tiden kan man beräkna hur snabbt variationen sker. Då får man enheten Watt/sekund. Men det arbetar vi inte med i Fysik A.)
  • Alla energiöverföringar är behäftade med en viss verkningsgrad. Det kommer sig utav att energi inte går att överföra utan värmeförluster (värme som inte går att använda till något ”nyttigt”).
  • Viktig alternativ energienhet: 1 Wattsekund (1Ws) = 1 Joule. 1kWh = 3,6MJ. Elräkningen baserar sig på den omsatta (”förbrukade”) energin. Mäts ofta i kWh (kilowattimmar).

Det är mycket viktigt att var och en känner sig bekväm med grundläggande beräkningar och omvandlingar. Rekommenderade uppgifter på detta avsnitt är: 515, 517, 519, 520, 521 och 522. Desutom har jag gjort en stencil med några fler rekommenderade uppgifter av grundläggande typ.

Effekt och verkningsgrad

Energi mm – Planering för resten av terminen

Fysik A - NV09FMTDenna gång hann vi börja på ett nytt avsnitt innan jag hade börjat blogga om det. Energi är ett av de områden som är absolut viktigast i fysiken att förstå konceptet kring, vi kommer att möta det i många olika tillämpningar både i Fysik A och Fysik B.

Viktiga begrepp vi gått igenom:

  • Energiprincipen – Energi kan inte skapas eller förintas, bara omvandlas mellan olika former
  • Mekanikens gyllene regel – Det vi vinner i kraft förlorar vi i väg
  • Energiformerna kinetisk energi och potentiell energi (med tillhörande metoder att beräkna dem)
  • Hur vi hanterar övergångar mellan potentiell energi och kinetisk energi matematiskt
  • Mekaniskt arbete – man kan se energi som ett ”lagrat arbete”. Man kan även utföra ett arbete på ett föremål, vilket innebär att föremålets energi höjs Continue reading ”Energi mm – Planering för resten av terminen”
Energi mm – Planering för resten av terminen