Temperatur är inte energi

blogg Comments Off on Temperatur är inte energi
Sep 252018

Det är inte ovanligt att se temperatur förklarad eller definierad som proportionell mot medelvärdet av kinetisk energi per partikel. Energilära kap. 3.2 är också missvisande. Det viktigaste villkoret saknas, att det bara gäller för klassiska system, där kvantmekaniska effekter som diskreta energinivåer eller ourskiljbarhet inte är viktiga. Orsaken är att kvantmekaniken ändrar multiplicitetens beroende på energi.

Ekvipartitionsprincipen (kap. 5.9) gäller generellt för klassiska system, inte enbart för gaser. Dulong & Petits lag (exempel 5.5) att molär värmekapacitet är 3R fungerar bra för fasta ämnen om temperaturen inte är för låg. Men termodynamikens tredje huvudsats implicerar att värmekapaciteten går till noll vid låga temperaturer (ekv 11.46). Det står uppenbart i motsats till ekvipartion.

Det är en myt att rörelse upphör vid låga temperaturer. I kvantmekaniska system finns en nollpunktsenergi, som är kinetisk energi. Det är inte bara teori, utan man kan mäta denna rörelse, till exempel med inelastisk neutrondiffraktion som i figuren nedan (Fradkin et al, 1994).

Mätmetoden ger ett medelvärde för hastigheten i kvadrat. Figuren visar data för fast och flytande argon. På den horisontella axeln står temperatur. På den vertikala axeln står “kinetisk temperatur”, ½ m<v2>/kB. För höga temperaturen närmar mätningarna sig till 3/2-linjen. Men vid låga temperaturer är hastigheterna fortfarande stora och nästan oberoende av temperatur. Derivatan är nästan noll, bidraget av kinetisk energi till värmekapacitet är mycket mindre än det klassiska värdet från ekvipartition.

Extrema värmeböljor - ett akut klimathot

blogg Comments Off on Extrema värmeböljor – ett akut klimathot
Sep 112018

Världens reaktion på den globala uppvärmningen för tankarna till kokande-grodan metaforen: temperaturer som stiger med delar av en grad per decennium, havsnivåer som kryper uppåt med millimeter per år, långsamt, obevekligen, och inga hoppar. Politikerna ber om frälsning från fossilerna, men senare – idag ska vi flyga. Faran känns inte akut.

Men jag läste den här artikeln i The Guardian om en stor fara som kan drabba miljonstäder som Lucknow i Indien: att det kan bli sådana kombinationer av hög temperatur och hög luftfuktighet att alla invånare dör av värmeslag. Inom några timmar. Då det varken hjälper att svettas eller att fläkta sig. Det händer när wet-bulb temperatur (kylgränstemperatur) blir högre än 35°C.

Och nu kom det en studie som pekar ut norra China som ett område där faran är ännu större. Artikeln är lite svårläst, men det finns en bra sammanfattning i The Guardian. Jag återger en figur nedan, om Shanghai. Det är ett histogram över hur ofta det där inträffar 6-timmars perioder med vissa genomsnittliga wet-bulb-temperaturer. Den svarta kurvan är historiska data.

Man ser att wet-bulb temperaturen har en sorts maximum limit på 32°C. Det har att göra med att fuktig luft är lättare, stiger upp och blir ersatt med tyngre luft (mindre varm och/eller mindre fuktig) från en bit längre bort. Men när jordens medeltemperatur och fuktighet går upp, flyttas även denna wet-bulb limit till högre värden. Det kan man redan se: gamla rekord bryts i Nederlånderna, i Sverige, i Shanghai.

Den röda kurvan är simuleringar av klimatet mellan 2070 och 2100 under RCP8.5, dvs om CO2-utsläppen fortsätter stiga som hittills (Business As Usual). Man ser att 32°-tillfällen förväntas inträffa ungefär 100 gånger oftare än nu. Och att man förväntar ungefär fem tillfällen med en WBT av 36°C. Thermogeddon kallade en bloggare det.

Den blå kurvan är uträkningar för RCP4.5. Man ser att det är en stor skillnad med den röda kurvan (skalan är ju logaritmisk). Så man ser att det har effekt att minska användningen av fossila bränslen.

Kursstart ht 2018

blogg Comments Off on Kursstart ht 2018
Jul 192018

Introduktionsmöte är i år på måndag 3 september i sal D0069 i Växjö, även online med Zoom. Jag vet inte hur mycket jag ska använda bloggen denna kursomgång. Den officiella kurssidan på MyMoodle är nu uppe och tillgänglig för alla. Forumet där är bara öppet för kursdeltagarna och ni ska nu ha blivit tillagda av systemet. Annars kan man mejla mig.

Den vanligaste frågan innan kursstart brukar handla om kurslitteratur. Kursplanen nämner Vad är drivkraften i molekylernas värld? av Roland Kjellander. Det är en lysande inledning och den ska jag ofta hänvisa till under de första veckorna. Tyvärr innehåller den inga övningsuppgifter. Den fokuserar också på kemi.
För fysik och för tekniska tillämpningar behövs det en till bok. På svenska finns det Energilära.

Det finns en del som kan vara svårt att att förstå i Energilära (samma problem med engelska böcker i ämnet). Man ska inte försöka lära sig sådana avsnitt utantill. Därför blir det öppen-bok-tentamen.

Jag var ganska nöjd med utfallet på tenta: en VG, några G, några som ska göra omtenta. Omtentamen blir på måndag 22 december. På campus börjar vi kl. 10:00, någonstans här på nedre våningen i D-huset.

Universitetet har ett nytt kursutvärderingssystem, men för den här kursen gör jag som förut. Jag bjuder in er att ge synpunkter på kursen i kommentarsfält här (anonymt om ni vill) eller per mejl. Egentligen finns bara en fråga: Vad vill du att det ska förbättras eller ändras? Men ni for förstås också skriva om sådant som ni tyckte om.

Kan någon kolla live?

blogg Comments Off on Kan någon kolla live?
Sep 132014

Nu har det hänt igen: jag glömde någon inställning så att videoupptagningen inte blev som det var tänkt. Förre gången hade jag inte ljudet på, nu saknades skärmdelning. Det finns dessutom två, tre andra saker som man kan glömma. Därför skulle det vara väldigt bra om någon åtminstone kunde kasta ett öga på live-sändningen när den är igång. Adobe Connect finns också som app för Android och för iPhone. Tack Dan-Göran att du kollar på måndagar.

Tyvärr glömde jag slå på ljudet innan andra timmen igår. Nu gjorde jag denna snabbinspelning av det viktigaste. Där ger jag också en räkneuppgift: om den relativa ändringen i Ω är 4 % när man tillför 1 milli-eV till något system, vilken temperatur har systemet då uttryckt i Celsius? Svara gärna i kommentarsfältet.
Vid chattmötet bestämde vi att distansstudenterna ska göra alla laborationer i anslutning till varandra, på fredag/lördag 10/11 oktober.
Jag glömde fråga campusstudenterna om vilka andra tentor de har, men det verkar som att fredag 31 oktober är ett lämpligt datum.

Länk för live föreläsningar

blogg Comments Off on Länk för live föreläsningar
Sep 012014

Jag kör vidare på samma sätt som tidigare, med Adobe Connect. Föreläsningar och chattar går live på http://connect.sunet.se/lnu-1fy809. Sändningen för introduktionsmötet är igång nu, så att ni som vill kolla hemifrån kan testa uppkopplingen. Distansstudenterna Johan E och Johan E har angett att de måste jobba då, så det blir ett chattmöte på onsdagkväll kl 21 för att schemalägga laborationer – ni ska alltså kunna prata via headset.

Kursstart måndag 1 september

blogg Comments Off on Kursstart måndag 1 september
Aug 212014

Kursen ht 2014 börjar måndag 1 september, kl. 13:15 i sal D0069. Distansstudenter behöver inte komma hit, men jag vill mycket gärna att de är uppkopplade med headset och eventuellt kamera till livesändningen via nätet.

Schemat är föreläsningar på måndagar 13-15 och torsdagar 10-12. Kursen innehåller också obligatoriska laborationer. För campusstudenter ligger de på onsdagar 13-17. För distansstudenter schemalägger jag i samråd med studenterna, helst på introduktionsmötet, eller eventuellt på ett videomöte 3 september kl. 21. Jag avser att ha en sådan video-hangout varje onsdagkväll under kursens gång.

Facit på tentan

blogg Comments Off on Facit på tentan
Nov 102013

Jag laddade upp lösningsförslag för tentan. Tyvärr var det ingen som klarade betygsgränsen.

Laboration

Energilära kap 4

blogg Comments Off on Energilära kap 4
Sep 252013

Vi pratade om kapitel 4 idag. Det är kanske intressant att Google kan plotta ekvationer, till exempel Van der Waals ekvation i reducerad form.

Vi på campus ska göra laborationen om kritisk punkt.

© 2018 Termodynamik Suffusion theme by Sayontan Sinha