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PCGW (Fach) / Kondensierte Materie (Lektion)
- Definiere den Begriff Flüssigkeit. Keine Form, Volumenelastisch gegenüber Deformationen Kompression, Dehnung; Scherkräfte nur bei sehr schneller Ausführung Fließen bei kleinsten Kräften nur Nahordnung, keine Fernordnung zwischen Molekülen Moleküle haben keine Gleichgewichtslage, sind seitlich verschiebbar Abstandsänderung zwischen Molekülen erfordert ähnliche Kräfte wie im Festkörper
- Definiere den Begriff Festkörper. Form- und Volumenelastisch gegenüber Deformationen Kompression, Dehnung, Scherung, Biegung, Drillung Fließen erst bei sehr großen Kräften (plastischer Bereich) Unterscheidung in kristalline und amorphe Körper Kristalline Körper haben periodisches Gitter auf atomarer Ebene Amorphe Körper (z.B. Glas, Teer) fließen bei kleinen Kräften Atome in Gleichgewichtslagen gebunden, Schwingung darum möglich
- Was ist die Bernoulli-Gleichung? Was sind seine Anwendungsbereiche? p + 1/2pf * v2 = p0 = const. po = Druck der ruhenden Flüssigkeit. Anwendung: Ausströmen aus verengten Öffnungen mit erhöhter Geschwindigkeit (da Außendruck p = 0) Wasserstrahlpumpe : Saugwirkung des fließenden Wassers erlaubt Evakuierung hydrodynamisches Paradoxon : Anziehung zweier Platten bei vorhandener Radialströmung Kavitation : Geschwindigkeit so hoch, dass der Dampfdruck unterschritten wird Gasblasen bilden sich und stürzen später in sich zusammen Materialbelastung (z.B. Schiffsschrauben) !
- Was ist der Unterschied zwischen idealen und realen Flüssigkeiten? Bei idealen Flüssigkeiten sind keine Reibungskräfte vorhanden. Bei realen Flüssigkeiten sind neben Schwerkraft und Druckgefälle auch Reibungskräfte.
- Definiere den Begriff Wirbel im Zusammenhang mit Flüssigkeiten. Wirbel treten in realen Füssigkeiten auf. Durch Reibungskräfte können Teilchen bei Umströmung eines Objekts zum Umkehren gezwungen werden -> Wirbelbildung.
- Was sorgt für den Zusammenhalt einer Flüssigkeit? Es herrscht die schwache Bindung, in dem Fall ist die dominante Wechselwirkung die van-der-Waals Kraft. Schwächer als im Festkörper, aber stärker als im Gas.
- Definiere den Begriff Dehnung/Stauchung. Zusammenhang zwischen Kraft F und resultierender Verlängerung Δl. Δl = (1/E) * (l * F / A)
- Definiere das Hooke'sche Gesetz. ∈ = (1/E) * σ mit relativer Dehnung ∈ = Δl / l und Spannung σ = F/A., E = Elastizitätsmodul.
- Definiere den Begriff Scherung. Kraft F tangential zu Fläche A (Scherkraft/Schubkraft). T = F/A Für kleine Deformationen gilt: T = G*α Zusammenhang zwischen G und E: E = 2G(1 + μ)
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