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HVT (Subject) / HVT (Lesson)

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• Trägheitsprinzip Jeder Körper verharrt im Zustand der Ruhe oder behält seine Geschwindigkeit in Betrag und Richtung solange bei, wie er nicht durch äußere Kräfte gezwungen wird, seinen Bewegungszustand zu ändern.
• Grundsatz der Dynamik Um eine Masse m die Beschleunigung a zu erteilen, ist eine Kraft F erforderlich. F= m*a
• Wechselwirkungsgesetz Kräfte treten immer paarweise auf. Übt ein Körper A auf einen anderen Körper B eine Kraft aus (actio), so wirkt eine gleichgroße, aber entgegen gerichtete Kraft von Körper B auf Körper A (reactio).
• Reibungsarten Rollreibung Gleitreibung Haftreibung FReibung=µReibung*FN µReibung - Reibungskoeffizient FN - Im Falle einer waagerechten Ebene herrschende Gewichtskraft
• Arbeitsarten Hubkraft  WHub = m*g*h Beschleunigungsarbeit WB = 1/2*m*v2 Reibungsarbeit WR = FR*s Spannarbeit WSpann = 1/2*D*s2 (D = Federkonstante)
• Energie Ist die Fähigkeit eines Körpers, Arbeit zu verrichten. Zusammenhang Arbeit + Energie = 1Nm=1J=1Ws
• Energieerhaltungssatz Energie kann weder enstehen noch verschwinden eine Energieform kann sich nur zu einer Anderen umwandeln
• Wirkungsgrad η ≤ 1 , da es keine perfekte Maschine gibt η = Wab/Wzu beschreibt die Effizienz einer Maschine
• Energiearten potentielle W = m*g*h kinetische W = 1/2*m*v2 Spannungenergie Reibungsenergie elektrische Energie thermische Energie
• Feste Stoffe Feste Stoffe haben ein bestimmtes Volumen und eine bestimmte Gestalt, die einer Veränderung große Kräfte entgegensetzt. besitzen eher eine starke Kohäsion
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• Flüssige Stoffe Widerstand gegen Volumensveränderung ist groß, aber gegen Gestaltsänderungen praktisch Null. Flüssigkeiten passen sich der Form des Gefässes an. Besitzen eher eine geringe Kohäsion.
• Gasförmige Stoffe Gasförmiger Stoff hat kein bestimmtes Volumen und keine bestimmte Gestalt. füllt jeden noch so großen Raum beliebiger Gestalt vollkommen aus Keine Kohäsion zwischen Stoffteichen festzustellen.
• Dichte fester, flüssiger und gasförmiger Stoffe ist temperaturabhängig gasförmiger Stoffe zusätzlich druckabhängig
• Archimedisches Prinzip - Dichtebestimmung Auftriebskraft auf einem Körper in einer Flüssigkeit ist dem Betrag nach gleich der Gewichtskraft des von Körper verdrängten Flüssigkeit.
• ideale Flüssigkeiten - in denen die innere Reibung vernachlässigt werden kann
• reale Flüssigkeiten - nicht zu vernachlässigende Zwischenmolekulare Wechselwirkungen bestehen (bsp.: Reibung)
• laminare Strömung einzelne Fluidschichten gleitenparallel aneinander vorbei keine Durchmischung
• turbulente Strömung   eine gänzlich ungerichtete Bewegung überlagert die Strömung starke Durchwirbelung durch Wirbelbildung  
• Kristalline Stoffe (6) hohe Symmetire: Atome über großen Raumbereich periodisch angeordnet (Fernordnung) aus Atome, Ionen, Molekülen aufgebaut anisotrop Art der bindenden Kräfte bestimmt Typ des Kristalls viele Feststoffe bestehen aus Kristallen, andere verhalten sich wie unendlich langsam fliessende Flüssigkeiten (Glas, Teer) besitzen definierten Schmelzpunkt
• Amorphe Festkörper (4) regellose statistische Verteilung der Atome (Nahordnung) erweichen allmählich bei Temperaturanstieg und gehen von einem zäh- zu einem dünnflüssigen Zustand über -> unterkühlte Flüssigkeiten isotrop (richtugnsunabhängig) im Vergleich zu Kristallen schwächere Bindungskräfte -> leicht umformbar   Bsp: Glas, Leim
• Homogene Stoffe an allen Stellen gleiche physikalische Eigenschaften (Dichte, Härte, usw.)
• heterogene Stoffe haben nicht an allen Stellen die gleichen physikalischen Eigenschaften
• Hydrostatische Paradoxon Der Schweredruck ist nur abhängig von der Höhe der Flüssigkeitssäule, nicht jedoch von der Fläche.
• Haftmechanismen (ohne stoffliche Verbindung) (2)   Anziehnungskräfte Molekularkräfte elektrostatische Kräfte ionische Bindungen Formschlüssige Bindungen  
• Haftmechanismen (Molekularkräfte) van-der-Waals-Kräfte Anziehungskräfte, die zwischen nichtverbundenen Atomen oder Molekülen wirken schwächste zwischenmolekulare Kraft geringe Reichweite umso größer, je größer Teilchenoberfläche Dipol Kräfte Anziehungskräfte zw. polaren Molekülen umso größer, umso polarer das Molekül Folge der Polarität: erhöhter Siedepunkt wirken zusätzlich zu van-der-Waals-Kräften Wasserstoffbrücken Ausbildung von H2O-Brücken zw. Molekülen (bei Dipolen mit einer polaren Bindung, die ein H-Atom beinhaltet) sind Ursache der Zerreißfestigkeit von Wasser (Kohäsion)
• Kapillarität grenzt eine Flüssigkeit an einen festen Körper, entsteht ein Randwinkel zw. Wand und Flüssigkeit wird an Flüssigkeiten in engen Rohren beobachtet Ursache: Oberfläachenspannung σ (sigma)
• Haftmechanismen (mit stofflicher Verbindung) (2) Festkörperbrücken chem. Reaktionen aushätende Bindemittel Bindung durch Kristallisation Flüssigkeitsbrücken
• Haftmechanismen (elektrostatische Kräfte) elektrostatische Kraft entsteht wenn sich + und - Ladungen gegenüber liegen haben relativ große Reichweite wenig abstandsabhängig durch Reibung + Stoß können elektrostatische Ladungnen entstehen -> unerwünschte  Agglomeratbildung ionische Bindung handelt sich um eine elektrostatische Kraft, die zw. Ionen mit entgegengesetzter Ladung auftreten (Kationen + Anionen) in nicht wässrigen Milieu können sie beträchtliche Stärke erreichen
• Kohäsion (5 + Bsp) molekulare Kraft zwischen Molekülen eines Stoffes hervorgerufen durch gegenseitige Anziehung bewirkt Zusammenhalt einen Stoffes durchKohäsion entsteht Oberflächenspannung um Oberfläche zu vergrößern muss Kohäsionskraft überwunden werden bei benetzenden Flüssigkeiten ist Adh > Koh (Bsp: H2O auf Glas) bei nichtbenetzenden Flüssigkeiten ist Adh < Koh (Bsp: Hg auf Glas)
• Wozu Partikelgrößenanalyse quantitative Erfassung der Größenzusammensetzung von Gesamtmengen
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• Methoden zur Partikelanalyse mikroscopisches Zählverfahren Siebanalyse Sedimentationsanalyse
• Siebanalyse (= Klassierprozess) von grob zu feinmaschig Partikel durch unterschiedlich große Siebmaschinenweiten ihrer Größe nach aufteilen Messung der Rückstände in den einzelnen Sieben im untersten Sieb befinden sich nur noch die kleinsten Partikel
• Wärmeübertragung (3) Wärmeleitung Wärmeströmung Wärmestrahlung
• Wärmeleitung Wärme innerhalb eines Stoffes von Teilchen zu Teilchen fortgeleitet (ohne das Teilchen selbst transportiert werden) in Festkörpern (oft an Konvektion gekoppelt) Ursache: Temperaturunterschiede Wärmeleitfähigkeit  λ [W/m*]
• Wärmeströhmung (Konvektion) Wärme, die in strömenden Flüssigkeiten/ Gasen mitgeführt wird Ursache: Dichteänderung natürliche / erzwungene Konvektion spez. Wärmekapazität  c [KJ/KG] Wärmeübergang α [W/m2*K] (Wärmeübergang zw. Festkörpern und strömenden Medien)
• Wärmestrahlung (Infrarot) Wärmeaustausch ohne Materie dazwischen Energiewtransport durch elektromagnetische Strahlung emitierender und absorbierender Körper Emissions- und Absorbtionskoeffizient
• ideale Gase folgen dem idalen Gasgesetz p*V=n*R*T R = universelle Gaskonstante
• reale Gase folgen nicht dem idealem Gasgesetz, da zwischen realen Gasen Wechselwirkungskräfte wirken Gasteilchen abhängig von ihrem Element ihr jeweiliges Eigenvolumen besitzen   Konsequenzen:  Aggregatzustände, Phasenübergänge, neue Zustandsgleichung (van-der-Waals-Gesetz)
• Wärmepumpe beim Prozess abgeführte Wärme dient Beheizung Nutzen: die bei hoher Temp. abgegebene Wärmemenge Qab aufgenommene Wärmemange Qzu stellt die Umgebung bei TUmgebung zur Verfügung aufzuwendene Arbeit WProzess
• Kältemaschine System bei niedriger Temp. Wärme entzogen Zweck: Kühlung Nutzen: die bei niedriger Temp. zugeführte Wärme Qzu aufzuwendene Arbeit der Kreisprozess

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