Bauchemie Bauphysik

Bauchemie
Bauphysik
Basic IV
Physikalische
Grundbegriffe
Dozent:
Andreas Brändli
INHALT
Notizen
ÜBERSICHT
1 die Masseinheiten
2 die Kalorik/
Wärmenlehre
+++ was ist physik +++ was ist das „system international +++ was ist die einheit
der arbeit +++ was ist die einheit der dichte +++ wie wird die dichte gemessen +++
wann gefriert wasser +++ welche arten von wärmeübertragung gibt es +++ worin
unterscheiden sich celsius und kelvin +++ was ist die kalorik +++
M-T 5
Bauphysik / Bauchemie I
1 die physikalischen Masseinheiten
Physik ist die Lehre von den unbelebten
Dingen, die exakt messbar sind. Sie ist
die Wissenschaft von der Bewegung und
den
allgemeinen
Eigenschaften
der
Materie.
Physikalische
Masseinheiten
1978 wurden in Europa
die „Systeme International“ (SI) eingeführt.
Das SI kennt sieben
Grundeinheiten:
Einheit für
Masseinheit
Symbol
Länge
Zeit
Masse
Temperatur
Elektrischer
Strom
Lichtstärke
Stoffmenge
Meter
Sekunde
Kilogramm
Kelvin
Ampere
m
S
Kg
°K
A
Candela
Mol
Cd
mol
Aus den sieben Grundeinheiten können weitere Einheiten abgeleitet werden.
Geschwindigkeit
=
m / s
Meter pro Sekunde
Kraft
=
Newton (N)
m / s x kg
Arbeit
=
Joule (J)
Newton x Meter
=
Nm
Die Dichte / spez. Gewicht
Die Dichte (p) eines homogenen Körpers, einer Flüssigkeit oder
eines Gases wird durch das Verhältnis der Masse der Substanz zu
ihrem Volumen bestimmt.
Masse
m
Dichte:
Einheit
:
g/cm3,
kg /dm3,
t/m3
Seite
Sl
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Volumen V
M-T 5
Bauphysik / Bauchemie I
Das Volumen aller Stoffe ist von der Temperatur
abhängig; ausgenommen bei Wasser (Eis) Ansonsten gilt:
Bei steigendem Temperaturaufbau nimmt das Volumen zu
und die Dichte ab.
Bei sinkender Temperatur nimmt das Volumen ab und die
Dichte zu.
Wir messen üblicherweise bei 20°C fest und flüssig.
Bei Gasen sind die Normalbedingungen 0°C und 1,013 bar.
Messung
der
Dichte
in
der
Lackindustrie:
Ein
Glaspyknometer oder ein Messzylinder mit 50 oder 100ml
Inhalt wird genau ausgewogen. (Temperatur im Wasserbad
auf 20°C bringen).
Die zu messende Substanz wird mittels Wasserbad oder
Kühlschrank auf 20°C eingestellt. Nun in das Messgefäss
bis zur Marke eingefüllt, Luft entweichen lassen.
Wieder genau wiegen und vom Ergebnis die Tara abziehen.
Wir erhalten das genaue Geweicht des Inhalts.
Dieses Gewicht durch das Volumen, in unserem Fall 50
oder 100ml teilen, wir haben die Dichte.
z.B.
100ml Inhalt
125g
:
100ml
=
125g
=
1,25 g/ml
2 die Kalorik/Wärmenlehre
Wärme ist Bewegung, Bewegung der Atome und Moleküle
im System.
Seite
Es
ist
sinnvoll,
die
Temperatur
mit
einem
Messinstrument zu messen; unsere Sinne lassen sich
täuschen.
Wir messen nach Celsius Tabelle bei der 0°C
Eiswasser entspricht und 100°C dem siedenden Wasser
auf Meereshöhe zugeordnet ist.
Die tiefste Temperatur liegt bei 0° K und das ist 273,15°C ( K = Kelvin )
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Feste Körper, Flüssigkeiten und Gase dehnen sich
beim Erwärmen aus und ziehen sich beim Abkühlen zusammen.
Der Grad der Ausdehnung ist spezifisch vom Material
abhängig.
Bei
Gasen
ist
die
Ausdehnung
unabhängig
vom
Material. Sauerstoff dehnt sich gleich wie Wasserstoff, CO2 oder Stickstoff.
Wasser macht eine Ausnahme.
Bei 4,0°C haben wir die geringste Ausdehnung. Eis
und warmes Wasser haben deshalb ein geringeres spez.
Gewicht.
M-T 5
Bauphysik / Bauchemie I
Feste Körper sind in einem Gittersystem eingebaut wo
die Atome an Ort schwingen.
Wird Energie zugeführt so kommt der Punkt wo die
Atome und Moleküle aus dem Gitter herausbrechen und
sich frei untereinander bewegen.
Dies ist eine Flüssigkeit.
Noch mehr Energie und die Teilchen brechen aus der
Flüssigkeit heraus und gehen im wahrsten Sinne des
Wortes in die Luft. Nun ist ein Gas entstanden.
In der anderen Richtung wird es immer kälter, die
Teilchen schwingen immer weniger bis ein Punkt
erreicht wird wo sie nicht mehr schwingen. Das
System hat nun keine Energie mehr.
Wir haben damit die tiefst mögliche Temperatur
nämlich 0°K erreicht. Weniger als 0°K geht nicht.
nach Celsius
nach Kelvin
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Wärme kann sich auf drei Arten ausbreiten:
Aggregatzustände
Wärmekontakt
Reine Stoffe haben feste
Übergangspunkte
Wärmestrahlung
Mischungen haben
Übergangsbereiche
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Wärmeströmung