Esat sista cosic
Download
1 / 58

ESATSISTA-COSIC - PowerPoint PPT Presentation


  • 342 Views
  • Uploaded on

ESAT/SISTA-COSIC. Prof. Dr. Ir. Bart De Moor Kardinaal Mercierlaan 94 B-3001 Leuven Belgium T: +32-(0)16 321709 F: +32(0)16 321970 E: [email protected] W: www.esat.kuleuven.ac.be. Ontstaan van eenheden . - systematizering - kwantifikatie METEN = WETEN

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'ESATSISTA-COSIC' - Patman


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
Esat sista cosic l.jpg

ESAT/SISTA-COSIC

Prof. Dr. Ir. Bart De Moor

Kardinaal Mercierlaan 94 B-3001 Leuven Belgium

T: +32-(0)16 321709 F: +32(0)16 321970

E: [email protected]

W: www.esat.kuleuven.ac.be


Ontstaan van eenheden l.jpg
Ontstaan van eenheden

- systematizering

- kwantifikatie METEN = WETEN

- uniformisering en standardizatie

2


Si eenheden l.jpg
SI-eenheden

-General conference on Weights and Measures, Paris 1960

-International Systems of Units

-Noodzaak aan STANDARDIZATIE (waarom ?)

Duim, voet, el, vadem, inch, mijl, zeemijl, yard, …

roe, acre, bunder, …

Pond, ons, shekel, …

Pint, gallon, stere, barrel, …

Paardekracht (pk),…

3


Si basiseenheden l.jpg
SI-basiseenheden

  • meter lengte m

  • kilogram massa kg

  • seconde tijd s

  • ampere elektrische stroom A

  • kelvin temperatuur °K

  • candela licht-intensiteit I cd

4


Vanwaar komen die eenheden l.jpg
Vanwaar komen die eenheden ?

  • meter = 1 tien-miljoenste van een kwart meridiaan

  • = lengte van een staaf bewaard in Parijs

  • = vandaag gebaseerd op atoom-straling

  • gram = gewicht van 1 kubieke cm water bij 4 graden Celsius

  • = vanaf 1875: Massa van een platina-iridiumstaaf bewaard

  • in Parijs

  • Seconde = 1/86400 van gemiddelde zonnedag (tot 1960)

  • = 1/(31 556 925.974 7) van het tropisch jaar 1900

  • (=ephemeris time ET)

  • = sinds 1967: gebaseerd op ‘atoomklokken’:

  • 1 s = 9 192 631 770 perioden van de straling van Cesium

  • (isotoop 133) in grondtoestand

5


Vanwaar komen de eenheden l.jpg
Vanwaar komen de eenheden ?

  • Candela

    • Eenheid van lichtintensiteit (helderheid) [I];

    • Fotometrische SI eenheid , 1948

    • Gedefinieerd via straling platinum bij 2045 K

    • Minst nwk. van alle SI eenheden

-Temperatuur

- Statistiche maat voor de gemiddelde kinetische

energie/botsingen van deeltjes in een gas, lichaam, ….

- T in °C = (T in K) – 273.16

6


Aanvullende eenheden l.jpg
Aanvullende eenheden

  • de radiaal: cirkel = 2  rad = 360 

  • de steradiaal: 1 sr = 1/(4  ) bolopp; boloppervlak = 4 sr

7


Afgeleide eenheden l.jpg
Afgeleide eenheden

-Newton kracht N = kg.m/(s.s)

-Joule energie, J

arbeid of warmte-hoeveelheid

-Watt vermogen J/s

-Coulomb elektrische lading C=A.s

-Volt elektrische spanning, V

of elektrische potentiaal

-Ohm elektrische weerstand 

-Farad elektrische kapaciteit F

-Weber magnetische flux

-Henry elektrische inductantie H

-Tesla magnetische flux dichtheid T

8


Afgeleide eenheden9 l.jpg
Afgeleide eenheden

  • 1 Newton = kracht om massa van 1 kg een versnelling van

  • 1 m/(s.s) te geven

  • 1 Joule = arbeid verricht door kracht van 1 N over afstand van 1 m

  • 1 Watt = Energie(stroom bvb) van 1 J per seconde

  • 1 lumen = 1 lm

  • = lichtflux = lichtintensiteit x ruimtehoek

  • Totale lichtflux van een puntbron van 1 cd = 4  lumen

  • luminantie L = lichtintensiteit (helderheid)/oppervlakte

  • = 1 cd / (m2) = 1 nit

  • (Latijn ‘nitere’ = schijnen) ; 1 stilb = 1 cd/(cm2) = 1 sb

  • -illuminantie: 1 lux = 1 lumen egaal verspreid over 1 m2

9


Samengestelde eenheden l.jpg
Samengestelde eenheden

  • oppervlakte

  • Volume [V]

  • snelheid [v] lengte/tijd m/s

  • Versnelling [a] snelheid/tijd

  • Druk [p, Pascal] kracht/oppervlakte Pa = N/

  • Densiteit massa/volume kg/

  • Debiet volume/tijd /s

  • Kinematische viscositeit N.s/

10


Grootte ordes l.jpg
Grootte-ordes

-Tera T 1 000 000 000 000

-Giga G 1 000 000 000

-Mega M 1 000 000

-Kilo k 1 000

-Hecto h 100

-Deka da 10

-Deci d 0.1

-Centi c 0.01

-Milli m 0.001

-Micro  0.000 001

-Nano n 0.000 000 001

-Pico p 0.000 000 000 001

-Femto f 0.000 000 000 000 001

-atto a 0.000 000 000 000 000 001

grieks

latijn

11


En ook l.jpg
… en ook…..

-miljoen 1 000 000

-miljard 1 000 000 000

-biljoen 1 000 000 000 000

-biljard 1 000 000 000 000 000

Let op: Engels :

1 billion = 1 miljard

1 trillion = 1 biljoen

1 quadrillion = 1 biljard

12


Nog gebruikt l.jpg
…nog gebruikt….

1 are = 100

1 hectare (=hecto-are) = 100 are

Karaat = 1/24 (24 karaats goud = zuiver goud)

Minuut, kwartier, uur, dag, week, maand, jaar, decennium, eeuw,

Millenium, aeon (1 mio jaar)

(60-delig getallenstelsel = Mesopotamisch!)

Liter

1 ton = 1000 kg

1 Å = 1 angstrom = 0.000 000 000 1 m

1 bar = 1 E+05 Pa; 1 mbar = 1 E+02 Pa;

13


Nog gebruikt14 l.jpg
…nog gebruikt ….

1 mol(e) = massa in g gelijk aan moleculaire massa

= massa die evenveel moleculen/atomen bevat als

atomen in 12 gram of C (getal van Avogadro)

1 mol C = 12 g ; 1 mol H2O = (1+1+16) g;

In 32 g (2 x 16) van O2-gas zitten N_A moleculen

N_A Getal van Avogadro (6.022 E+23/mol = # atomen in 12 g C )

14


Nog gebruikt15 l.jpg
…nog gebruikt….

1 eV = 1 electron volt

= energie van een electron bewegend in 1 V

elektische potentiaal

= 1.6 E-19 J

Lading van een electron = 1.6 E-19 C(oulomb)

1 pk = 1 paardekracht = 745.7 W

kW hr = kilowatt uur = 3 600 000 J

mW hr = megawatt uur = 3 600 000 000 J

1 kcal = 1 kilocalorie = 4 185.5 kJ = hoeveelheid warmte nodig om

de temperatuur van 1 kg H2O met 1°C te doen stijgen

15


Nog gebruikt16 l.jpg
….nog gebruikt ….

  • Temperatuur Kelvin, Celsius, Fahrenheit

  • T in K = 273.15 + T in °C

  • T in K = 255.37 + (5/9)(T in °F)

  • Voorbeeld: Vriespunt H2O = 0°C = 273.15 K = 32°F

  • Beaufort

    • Windschaal

    • 13 onderverdelingen 0 (briesje) – 12 (orkaan)

  • Richter

    • 0 Richter = 1 micron uitwijking op geijkte seismograaf op 100

    • Km van epicentrum

    • + 1 Richter = x 10 in seismische energie

    • Richter 3 = 1E+06 J

    • Richter 6 = 1 mio x energie van Richter 0 = 1E+13 J

16


Natuurconstanten l.jpg
Natuurconstanten

c lichtsnelheid 299 792 458 m/s

e lading van een electron -1.602 176 46 E-019 C

G universele gravitatieconstante 6.7 E-011 N (m.m)/(kg.kg)

g gravitatieconstante op aarde 9.80665 m/(s.s)

h constante van Planck 6.6260688 E-033 J.s

R universele gasconstante 8.314 J/K/mol

k constante van Boltzmann 1.381 E-023 J/K (R=k.N)

k_e elektrostatische constante 8.987 E+09 N.(m.m)/C

Pi 3,141592653589.. Wie U kent O getal belangryk en gepast;Leert ook and’re waarheên ankervast

e 2.718281828459045….

N_A Getal van Avogadro (6.022 E+23/mol = # atomen in 12 g C )

17


Voorbeelden lengte l.jpg
Voorbeelden lengte

  • alles in m

  • Kosmische horizon 2 E+26

  • Andromeda nevel 3 E+25

  • Diameter ons melkwegstelsel 6 E+20

  • Alpha Centauri 3 E+16

  • 1 lichtjaar 9463 E+15

  • ZonPluto 5.9 E+12

  • ZonAarde 1.49 E+11

  • Diameter Zon 1.391 E+09

  • Diameter Jupiter 1.428 E+08

  • Diameter Aarde 1.271 E+07

  • Gemiddelde mens 1.8

18


Voorbeelden lengte19 l.jpg
Voorbeelden lengte

  • alles in m

  • Diameter menselijk haartje 8 E-05

  • Resolutie menselijk ook 4 E-05

  • Rode bloedcel 7 E-06

  • Gistcel 2 E-06

  • Chromosome 1 E-06

  • Golflengte rood cadmium licht 6.438 E-07

  • Bacterie 2 E-07

  • Virus 1 E-08

  • Atoomdiameter 1 E-10

  • Atoomkerndiameter 1 E-14

19


Voorbeelden massa l.jpg
Voorbeelden massa

alles in kg

-Groot melkwegstelsel 1 E+42

-Matig melkwegstelsel 1 E+41

-Zon 2 E+30

-Jupiter 1.88 E+30

-Aarde 5.976 E+24

-Mars 6.4 E+23

-Maan 7.37 E+22

-Atmosfeer 5 E+18

-Geladen tanker 1 E+09

-Walvis 1 E+04

20


Voorbeelden massa21 l.jpg
Voorbeelden massa

alles in kg

-Olifant 1 E+03

-Gewichtig mens 1 E+02

-Rat 1

-Insect 0.5 E-03

-Bacterie 1 E-013

-Virus 1 E-021

-Molecule H2O 3 E-26

-Koolstofatoom 2 E-26

-Neutron/proton 1.67265 E-27

-electron 8.5473 E-031

-neutrino 5 E-34

21


Voorbeelden energie l.jpg
Voorbeelden energie

  • -zonnestraling 4 E+26 W

  • (infrarood, zichtbaar licht, ultraviolet, X-straling enz…

  • -zonnestraling op aarde 1.73 E+17 W

  • (waarvan 30 % wordt teruggekaatst)

  • 1 ton TNT (trinitrotoluene) 4.2 E+09 J

  • Thermonucleaire bom 100-megaton TNT

  • Ontsnappingsenergie voor 6.24 E+07 J

  • satelliet van 1 kg

  • Normale inspanning 100 W (hersenen !)

  • Sportman (korte periode) 750 W

  • Elektrische waterverwarmer 1500 W

  • Glas melk 170 kcal

  • 8 uren slaap 1.5 miljoen J

  • Huisbrandolie woning 1 jaar 100 GJ

22


Voorbeelden energie23 l.jpg
Voorbeelden energie

  • 1 hartslag 1 J

  • Boek van 1 kg 1 m hoog 10 J

  • 1 liter water van 20°C naar 100°C 19 kJ

  • Steenkool 30 a 35 kJ / kg

  • Gratis energieplan Stevaert 100 kWh/gezinslid/jaar

  • Gemiddelde energieverbruik persoon

  • in Vlaanderen 3000 a 3500 kWh/jaar

  • Liberalisering electriciteit

  • Nu reeds voor bedrijven > 20 GWh

  • Vanaf 2002 > 1 GWh

23


Voorbeelden licht l.jpg
Voorbeelden licht

Helderheid van bronnen

-Zon 2.04 E+27 cd

2.56 E+28 lm (2.04 E+27 cd. 4  sr)

150 000 – 200 000 sb

- Gloeilamp 100 W 1700 lumen; 135 cd

-Blauwe lucht 0.2—0.6 sb

-kaarsvlam 0.5 sb

-maanloze heldere nacht 2 E-08 sb

-wit papier in middagzon 3 sb

- Straf flitsllicht 1 miljoen lm

24


Voorbeelden licht25 l.jpg
Voorbeelden licht

  • Helderheid van belichte objekten (illuminantie)

  • Zachtverlichte gang 30 lux

  • Kamer waar men goed kan lezen 500 lux

  • Werkplaats 1000 lux

  • Precisiewerk 2000 lux

  • Wit blad in volle zon 70 000 lux

25


Voorbeelden temperatuur l.jpg
Voorbeelden temperatuur

-Zon 6000 K

-smeltpunt wolfram 3387 K

-smeltpunt goud 1337.58 K

-Kookpunt van water 373.16 K

-Lichaamstemperatuur 310 K

-Stolling water 273.16 K

-Vloeibare zuurstof 90.188 K

-Vast zuurstof 54.361 K

-Vloeibare Waterstof 20.28 K

-Vaste waterstof 13.81 K

-Absoluut nulpunt 0 K (= - 273.16 C)

26


Voorbeelden uit industrie praktijk l.jpg
Voorbeelden uit industrie / praktijk

Energie/vermogen

Gloeilamp van ….. Philips Light

Auto van …. Pk BMW, Mercedes,

Peugeot,

Electriciteitscentrale van …. MW Electrabel, ….

Licht

Voetbalveld verlichting van … Philips Turnhout

Beamer voor projektie van … Barco, Philips,….

27


Andere grootheden decibels l.jpg
Andere grootheden : decibels

  • -Geluid

  • - Gehoor = 20 Hz – 20 kHz

  • Referentie= 0 dB =geluidsterkte voor geluidsgolf van 1000 Hz die

  • juist hoorbaar is door een testpanel van 1000 testpersonen

    • Ofwel vermogen/oppervlakte (W/(m2)): 1 E-012 W/m2

    • Ofwel drukverschil/oppervlakte (N/(m2)): 2 E-05 Pa/m2

  • trommelvlies = 1 cm2: elk oor ontvangt +/- 1 E-016 W !!

  • dB schaal = logaritmische schaal

    • Druk: 20 x(log10(p/1)) dB = p x hoger drukverschil

    • Vb. 10 dB = referentiedruk x 3.16;

    • 100 dB = referentiedruk x 100 000 = 2 Pa/m2;

    • -Vermogen: 10x(log10(P/1)) dB = P x hoger vermogen

    • Vb. 3 dB = referentievermogen x 2;

    • 100 dB = referentievermogen x E+010 = 1 E-02 W/m2

28


Geluidsintensiteiten l.jpg
Geluidsintensiteiten

0 dB Nauwelijks hoorbaar voor intacte oren

10 dB Juist hoorbaar

20 dB Geisoleerde uitzendstudio waarin niets gebeurt

30 dB Zacht gefluister op 5m

40 dB Slaapkamer

50 dB Rustige omgeving

55 dB Licht verkeer op 15 m

60 dB Airco op 6 m

65 dB Gewoon gesprek

70 dB Typisch lichte autostrade

75 dB Vrachttrein op 15 m (geen gesprek mogelijk)

85 dB Drilboor op 15 m

90 dB Zware vrachtwagen op 15 m

100 dB Luid roepen op 15 m

105 dB Opstijgende jet op 600 m

115 dB Luidste stem zonder versterking

117 dB (Te) luide diskoteek

120 dB Opstijgende jet op 60 m

29


Geluid l.jpg
Geluid

  • Snelheid van geluid

    • In droge lucht van 0°C: 330 m/s

    • In water van 25°C: 1500 m/s

    • In staal: 5000 m/s

  • Geluid en menselijke perceptie: Veel psychologische effecten !

    • Gepercipieerd geluidsnivo (subjectief) (bvb house, rock, klassiek)

  • Dieren bvb. horen heel andere geluiden dan wij

  • Muziek

    • Middenste A (la) op piano = 440 Hz

    • 1 oktaaf = verdubbeling in frekwentie

30


Nog andere grootheden l.jpg
Nog andere grootheden….

  • Viscositeit (stokes, poise, poiseuille)

  • (Radioactieve) straling (curie, rutherford, roentgen, rep, rem,

  • rad…

31


Informatie theorie l.jpg
Informatie-theorie

  • Bit: 0 of 1

  • Byte: 8 bits

  • Baud: bits per seconde

  • Mips: Miljoen instructies per seconde

  • Flop: Floating point operation: 1 vermenigvuldiging + 1 optelling

  • Moderne PC: 20 a 200 MIPS

32


Chemie opbouw van de materie l.jpg
Chemie: Opbouw van de materie

  • Atoom =

    • Kern (=protonen (positief) + neutronen(neutraal))

    • + electronen (negatief): Wet van behoud van lading

    • Voorbeelden

    • H: Waterstof, C: Koolstof, N: Stikstof, O: Zuurstof, F: Fluor

    • P: Fosfor, S: Zwavel, Cl: Chloor,….

  • Atomen: Tabel van Mendeljev (1834-1907):

    • Rangschikking volgens stijgende atoommassa:

33


Chemische binding l.jpg
Chemische binding

  • Molecule = verzameling van gebonden atomen

  • Binding = gedeeld elektronenpaar

  • Organische verbindingen: Bevatten C en meestal ook H

  • Anorganische verbindingen = niet-organisch

  • Moleculen hebben een structuurformule:

  • Vaste stoffen, vloeistoffen, gassen

34


Voorbeelden l.jpg
Voorbeelden

Zuurstof O2: 20 % atmosfeer; 50 % van de aardkorst

Stikstof N2: 78 % van de atmosfeer; In proteinen;

Water H2O

Koolstofdioxide CO2: Eindprodukt van metabolisme (verteren, bomen); Prik;

Houdt zonne-energie binnen atmosfeer: Broeikaseffect;

Ozon O3: Houdt zonne-ultra-violette straling tegen: Gat in de ozonlaag !

Ammoniak NH3: Nzklk voor industriele voedselproduktie; Kunstmest;

(reuk van Camembert/Brie)

Zwaveldioxyde SO2: Giftig; Verbranding van zwavelhoudende brandstoffen

Zwavelzuur H2SO4: Essentieel in bijna ALLE industriele produkten; Oorzaak van

zure regen;

Methaan CH4: Brandbaar gas (moerasgas);

Propaan C3H8, Butaan C4H10: LPG, aanstekers, grondstof van propyleen

Benzeen C6H6, Methanol CH4O, Ethanol C2H6O, Azijnzuur C2H4O2,

Melkzuur C3H6O3, Oliezuur C18H34O2,

35


Voorbeelden polymeren en plastics l.jpg
Voorbeelden: Polymeren en plastics

  • -Etheen en polyethyleen: C2H4 en (C2H4)m

  • -Vinylchoride en polyvinylchloride (PVC): C2H3Cl en (CHClCH2)m

  • Styreen en polystyreen: C8H8 en [(C6H5)CHCH2]m

  • Enz…. Enz….

Voorbeelden: Suikers, zetmelen

-Glucose: C6H12O6

-Cellulose:

36



Fysica krachten in de natuur l.jpg
Fysica: Krachten in de natuur

  • Gravitatie

  • De zwakke kernkracht

  • De sterke kernkracht

  • ……

38


Behoudswetten l.jpg
Behoudswetten

-Behoud van energie (mechanische, thermische, straling, massa,…)

-Behoud van elektrische lading

39


Hoofdwetten fysica l.jpg
Hoofdwetten fysica

  • -Wetten van Newton

    • F = m a

  • Kinetische energie

  • Potentiele energie (‘energie in potentie aanwezig’)

40


Hoofdwetten fysica41 l.jpg
Hoofdwetten fysica

  • -Speciale relativiteitstheorie van Einstein

  • De lichtsnelheid is een absolute constante

  • - Massa’s en lengtes veranderen bij beweging

    • Equivalentie van massa en energie

    • Atoombom / Kernenergie

  • Algemene relativiteitstheorie

    • Het equivalentie-principe (voorbeeld van de lift)

    • De m in F = m a is dezelfde als de m in G = m g

  • Quantum mechanica

    • Fotonen = elementaire lichtdeeltjes

    • Quanta: E = h f

  • 41


    Straling l.jpg
    Straling

    Frequentie = aantal trillingen per eenheid van tijd

    Deeltjesenergie = frekwentie x constante Planck

    Golflengte x frekwentie = lichtsnelheid

    • Voorbeeld:

    • Oranje-geel licht, f=5 E+14 Hz;

    • Energie van elk foton 5 E+14 h = 3.31 E-019 J = +/- 2 eV

    • Laagste zichtbare frekwentie = rood = 1.6 eV (golflengte 700 nm)

    • Hoogste zichtbare frekwentie = violet = 3.2 eV (golflengte 400 nm)

    42


    Elektro magnetisch spectrum l.jpg
    Elektro-magnetisch spectrum

    Golflengte cm

    1E+05

    1E+04 AM radio Amplitude-geModuleerd

    1E+03

    1E+02 FM radio Frekwentie-geModuleerd

    1E+01 TV

    1E+00 Microgolven

    1E-01

    1E-02 Infrarood

    1E-03

    1E-04 Zichtbaar

    1E-05

    1E-06 Ultraviolet

    1E-07 Rontgen

    1E-08

    1E-09 Gamma Uitgezonden door atoomkernen (bvb radium)

    43


    Zichtbaar licht l.jpg
    Zichtbaar licht

    ROGGBIV (rood-oranje-geel-groen-blauw-indigo-violet)

    Rood 700 nm 4.3 E+014 Hz

    Geel 575 nm

    Groen 520 nm

    Violet 400 nm

    Wit licht = alle kleuren samen;

    Prisma ontbindt wit licht in kleuren;

    44


    Basiswetten elektriciteit l.jpg
    Basiswetten elektriciteit

    • Wet van Ohm:

    • Spanning = weerstand x stroom (1 V = 1  . 1 A)

    • Elektrische energie:

      • 1 J = hoeveelheid elektrisch energie gebruikt wanneer een

      • stroom van 1 A gedurende 1 s door een weerstand van 1 

      • vloeit

    • Elektrisch vermogen = spanning x stroom (1 W = 1 V . 1 A)

    • Stroom/spannings wetten van Kirchoff

    45


    Basiswetten elektro magnetisme l.jpg
    Basiswetten elektro-magnetisme

    Wet van Coulomb

    Elektrisch veld = kracht / lading

    Magnetisme: Bewegende ladingen veroorzaken krachten

    (twee evenwijdige stroomgeleiders van lengte l met stroom i1 en i2, op afstand d)

    Magnetisch veld = kracht/stroomsterkte/lengte

    bvb: Magnetisch veld aarde = 5 E-05 N/(A.m)

    1 Tesla = 1 N/(A.m) = sterkte van een magnetisch veld dat een

    kracht van 1 N uitoefent op een geleider van 1 m waardoor

    een stroom van 1 A loopt;

    46


    Wetten van maxwell l.jpg
    Wetten van Maxwell

    • Differentiaalvergelijkingen

    • Beschrijven de voortplanting van elektrische en magnetische

    • velden doorheen de ruimte

    47


    Hoofdwetten thermodynamica l.jpg
    Hoofdwetten thermodynamica

    • Eerste hoofdwet: Wet van behoud van energie

    • Equivalentie van alle vormen van energie

    • (mechanische, elektrische, warmte, massa, straling,….) ;

    • Lavoisier: Rien ne se crée, rien ne se perd

    • Tweede hoofdwet: Wet van stijgende entropie (Clausius)

      • De totale energie blijft constant; Maar energie ‘ontaardt’; Deze richting van verdeling van energie is irreversibel;

    48


    Voorbeelden49 l.jpg
    Voorbeelden

    • In een motor wordt potentiele (brandstof-) energie omgezet in warmte in arbeid

    • Hete voorwerpen koelen af; Koude voorwerpen verwarmen niet spontaan

    • Een stuiterende bal gaat stilliggen; Een stilliggende bal begint niet spontaan te stuiteren;

    • Koelkast; Airconditioning; Verwarming; HVAC;

      Koelen = arbeid leveren zodat T verlaagt

    49


    Enkele wetten l.jpg
    Enkele wetten…

    • Entropie-verandering

      = toegevoegde warmte / temperatuur

    • Temperatuur = statistische maat voor de activiteit van veel deeltjes tegelijk

    • Formule van Boltzmann: S = k log W (W = aantal mogelijke toestanden)

    • Ideale gaswet: p.V=n.R.T (p=druk, V=volume, n = hoeveelheid materie, T = temperatuur)

    • Wet van Avogadro: Onder dezelfde temperatuur en druk, bevatten gelijke volumes van alle gassen hetzelfde aantal atomen/moleculen

    50


    Geschiedenis van l.jpg
    Geschiedenis van ….

    • Wiskunde

    • Fysica

    • Thermodynamica

    • Statistiek

    • Chemie

    • Bio(techno)logie

    • …..

    BIJZONDER LEERRIJK !

    51


    Geschiedenis van de wiskunde l.jpg
    Geschiedenis van de wiskunde

    • -Oudheid (Pythagoras, Plato, Eudoxus, Euclides, Archimedes,

    • Apollonius, Pappus,…)

    • -Middeleeuwen (Europa) (Boethius, Fibonacci, …)

    • -Middeleeuwen (Arabische wereld)

    • -Renaissance (algebra, trigonometrie, humanisme, kunst,techniek)

    • -Infinitesimaalrekenen (Descartes, Fermat, Newton, Leibniz,….)

    • Achttiende eeuw (Bernouilli’s, d’Alembert, Euler,….)

    • Negentiende eeuw (rigoreusiteit, structuren in algebra en meetkunde)

    • (Gauss, Cauchy, Abel, Galois, Riemann, Plücker, Klein,

    • Weierstrass,….)

    • -Ontwikkeling van statistiek (Pascal, Huygens, Bernouilli, De Moivre,

    • Bayes, Laplace, Quetelet, Poisson, Galton, Pearson,…)

    • -Grondslagen van de wiskunde en axiomatisering (Cantor, Dedekind,

    • Frege, Peano, Russell,….)

    52


    Geschiedenis thermodynamica l.jpg
    Geschiedenis Thermodynamica

    • Anders Celsius (1701-1744)

    • James Watt (1736-1819)

    • Nicolas Leonard Sadi Carnot (1796-1832)

    • James Prescott Joule (1818-1889)

    • William Thomson, Lord Kelvin (1824-1907)

    • Rudolf Clausius (1822-1888)

    • Ludwig Boltzmann (1844-1906)

    • Emile Clapeyron (1799-1864)

    • Josiah Willard Gibbs (1839-1903)

    • Stirling

    • Otto

    • Rudolph Diesel

    53


    Geschiedenis fysica l.jpg
    Geschiedenis Fysica

    • Galileo Galileï (1564-1642)

    • Evangelista Torricelli (1608-1647)

    • Blaise Pascal (1623-1662)

    • Isaac Newton (1642-1727)

    • Charles Augustin de Coulomb (1736-1806)

    • Joseph Louis Lagrange (1736-1813)

    • Antoine Lavoisier (1743-1794)

    • Alessandro Volta (1745-1827)

    • Pierre Simon de Laplace (1749-1827)

    • André Marie Ampère (1775-1836)

    • Hans Christian Oersted (1777-1851)

    • Karl Friedrich Gauss (1777-1855)

    54


    Geschiedenis fysica55 l.jpg
    Geschiedenis Fysica

    • Georg Simon Ohm (1787-1854)

    • Michael Faraday (1791-1867)

    • Joseph Henry (1797-1878)

    • Wilhelm Eduard Weber (1804-1891)

    • James Clerk Maxwell (1831-1879)

    • Alexander Graham Bell (1847-1922)

    • Nikola Tesla (1856-1943)

    • Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894)

    • Ernest Rutherford (1871-1937)

    • Albert Einstein

    • Paul Adrien Maurice Dirac

    • Niels Bohr

    • J. Robert Oppenheimer

    55


    Vraagstukken l.jpg
    Vraagstukken

    -Hoeveel massa verliest de zon per seconde ?

    Energie-verlies = 4E+26 J/s; 1 kg = 9 E+16 J; Dus

    Massaverlies = 4.4 E+09 kg/s (= +/- 4 tankers/s)

    -Hoelang duurt het voor de zon een massa opbrandt gelijk

    Aan die van de aarde ?

    +/- 1.36 E+15 s = 43 miljoen jaar

    - Hoeveel lampen van 60 W kan je laten branden gedurende

    1 uur met de energie aanwezig in 1 liter water ?

    1 kg . c . c = 90 quadriljoen joule

    56


    Vraagstukken57 l.jpg
    Vraagstukken

    • Hoeveel (koolstof)atomen kan je na mekaar leggen tot je een

    • ketting hebt van 1.5 cm ?

    • 100 miljoen

    57


    Vraagstukken58 l.jpg
    Vraagstukken

    • Wat is de kinetische energie van een auto van 2000 kg die 30 m/s

    • rijdt ? 9 E+05 J

    • Hoe lang kan je 1 gloeilamp van 60 W laten branden met

    • de potentiele energie van een massa water in een zwembad van

    • 10 m lang, 5 meter breed, 2 meter diep op 100 m hoogte;

    • Wat is de snelheid van een persoon van 100 kg die uit een

    • venster springt op 3 m hoogte, op het ogenblik dat zij de grond

    • raakt ?

    • Waar is de potentiele energie het grootst: Bij 1 kg ijzer of bij 1 kg

    • pluimen elk op 1 m boven de grond ?

    58


    ad