Lehrplan Kenntnis der grundlegenden physikalischen Gesetze Verständnis für physikalische Vorgänge und ihre mathematische Beschreibung anhand von Modellen Fähigkeit, physikalische Gesetze anzuwenden, um ihre Wirkung in technischen Systemen erkennen und Schlüsse ziehen zu können. 1
8 Module Modul P1: Grundlagen Modul P2: Messtechnik/Systemdynamik Modul P5: Physik der Telekommunikation und Computertechnik 1 (Wechselwirkungen und Felder) Modul P6: Physik der Telekommunikation und Computertechnik 1 (Elektrischer Strom und Leitung)
8 Module Modul P3: Proseminar Modul P4: Seminar Modul P7: Physik der Telekommunikation und Computertechnik 2 (Elektromagentismus und Optik) Modul P8: Physik der Telekommunikation und Computertechnik 2 (Schwingungen und Wellen)
Atome und Moleküle Leukipp und Demokrit (5. Jh. V.Chr.) Atomhypothese von Dalton (1808) 1. Jedes Element ist aus Atome aufgebaut 2. Alle Atome eines Elements haben gleiche Grösse und Masse 3. Vereinigung von Atomen -> Moleküle
Avogadrosche Hypothese Gleiche Volumina gasförmiger Körper enthalten bei gleichem Druck und gleicher Temperatur die gleiche Anzahl Teilchen. 1. Aus chemischen Versuchen lassen sich Angaben über die Massenverhältnisse der beteiligten Stoffe machen. 2. Die Stoffmenge kann durch die Anzahl Teilchen erfasst werden.
+ 1 Raumteil Sauerstoffgas = O2 2 Raumteile Wasserstoffgas = 2 H2 2 Raumteile Wasser (Dampf) = 2 H2O
Relative Atom- / Molekülmasse Die relative Atommasse Ar (Molekülmasse Mr) eines Stoffes ist das Verhältnis der Masse des betreffenden Atoms (Moleküls) zur Masse eines vereinbarten Bezugsatoms. Das Bezugsatom ist das Kohlenstoffnuklid 12C; seine relative Atommasse ist mit 12,0000 festgesetzt.
Stoffmenge - Mol Ein System hat die Stoffmenge 1 mol, wenn es aus ebensoviel Teilchen besteht, wie Atome in 12 g des reinen Kohlenstoffnuklids 12C enthalten sind. Molvolumen der idealen Gase Vm = 22,414 Liter/mol Avogadro-Konstante (Teilchenzahl pro Mol) NA = 6,022•1023 mol-1
Festkörper Kinetische Energie der Bestandteile < Bindungsenergie Geringe Beweglichkeit der Atome oder Moleküle Amorpher oder kristalliner Aufbau Volumsbeständig Inkompressibel
Festkörper Formbeständig (Feste Gestalt) Formelastisch (setzt äußeren Kräften einen Widerstand entgegen) Homogenen oder inhomogenen Isotrope oder anisotrope Eigenschaften
Flüssigkeiten Kohäsionsenergie > Kinetische Energie der Bestandteile > Bindungsenergie Vergleichbare Dichte wie Festkörper Volumsbeständig Keine Formbeständigkeit Freie Oberfläche Inkompressibel
Gase Überwiegen der thermischen Bewegung Intermolekulare Kräfte << kinetische Energie der Teilchen Dichte ca. 110-3 der Dichte fester Körper Keine Formbeständigkeit Keine Volumsbeständigkeit, kompressibel Erfüllen das ganze Volumen
Brownsche Molekularbewegung Beobachtung: Rauchteilchen im Mikroskop Schluss auf die Bewegung der Moleküle unregelmässige Zickzack- und Zitterbewegungen Brown (1827)
Kohäsionskräfte Wechselwirkungen zwischen den Molekülen des gleichen Materials innerhalb einer Phase. im Festkörper am grössten, in Flüssigkeiten wesentlich kleiner in Gasen vernachlässigbar
Kohäsionskräfte bestimmen die Viskosität, die Kompressibilität und die Oberflächenspannung. müssen zum Zerteilen (Schneiden, Reissen) eines Stoffes überwunden werden.
Adhäsionskräfte Wechselwirkungskräfte zwischen den Molekülen unterschiedlicher Stoffe zwischen mehreren Phasen. Sie bewirken die Haftreibung, das Aneinanderhaften von verschiedenen Stoffen die Benetzung.
Adhäsionskräfte sind nutzbar beim Verbinden ( Kleben) beim Beschichten (Lackieren) von Materialien.