Modulverantwortliche:
Prof. Dr. Claudia Schnohr; PD Dr. Holger von Wenckstern
Dauer:
1
Anzahl Wahlkurse:
0
Credits:
10,0
Startsemester:
SoSe 2023
Turnus:
jedes Sommersemester
Ziele:
Die Studierenden erfassen die grundlegenden Begriffe, Phänomene und Konzepte der Wärme- und Elektrizitätslehre. Nach aktiver Teilnahme am Modul sind sie in der Lage, Aufgaben aus der Wärme- und Elektrizitätslehre zu analysieren und selbstständig zu lösen. Sie können die erworbenen Kenntnisse auf typische Experimente anwenden und auf neue Problemstellungen übertragen. Sie sind in der Lage, mit Begriffen der Wärme- und Elektrizitätslehre wissenschaftlich zu diskutieren und ihre Lösungen zu Aufgaben der Wärme- und Elektrizitätslehre argumentativ darzustellen und zu begründen.
Inhalt:
Wärmelehre:
- Hauptsätze der Thermodynamik, Temperatur, Wärmekapazität
- Kinetische Gastheorie, Maxwell-Boltzmann-Verteilung
- Ideales und Reales Gas
- Entropie, Kreisprozesse und thermodynamische Maschinen
- Phasenübergänge
- Wärmeleitung.
Elektrizitätslehre:
- Statische elektrische Felder: Coulombsches Gesetz, elektrische Ladung, elektrisches Feld, Potential und Spannung, elektrischer Dipol, Kondensator, dielektrische Verschiebung, Gaußsches Gesetz.
- Statische magnetische Felder: Stromdichte, Magnetfeld, Biot-Savartsches Gesetz, Kräfte auf Leiter, magnetischer Dipol, Amperesches Gesetz.
- Bewegte Ladungen: Ladungsträger in elektrischen und magnetischen Feldern, Lorentzkraft.
- Elektromagnetische Eigenschaften der Materie: Metalle, Halbleiter, Dielektrika, Ferroelektrika, Elektrolyte und galvanische Elemente, Dia- und Paramagnetismus, Ferromagnetika, Ohmsches Gesetz, Kirchhoffsche Regeln, magneto- und thermoelektrische Effekte.
- Zeitabhängige Felder: Maxwell Gleichungen, magnetischer Fluss, Induktivität, Schaltkreise, Impedanz, komplexe Darstellung von Wechselstrom und -spannung.
Literaturangabe:
- Demtröder "Mechanik und Wärme" Springer-Verlag 2008
- Demtröder "Elektrizität und Optik" Springer-Verlag 2009
- Alonso, Finn "Physik" Oldenbourg 2000
- Halliday, Resnick, Walker "Fundamentals of Physics" Wiley-VCH 2009
Prüfungsvorleistungen:
Der Prüfungsleistung 'Klausur (180 Min.)' (Modulabschlussprüfung) ist folgende Prüfungsvorleistung zugeordnet: Wöchentlich ausgegebene Übungsaufgaben zu Fragen aus dem Bereich des Modulinhalts. Für die Lösung werden Punkte vergeben. Voraussetzung für die Zulassung zur Prüfung ist der Erwerb von 50% der möglichen Punkte des gesamten Semesters.
Teilnahmevoraussetzungen:
Bachelor of Science Meteorologie: keine
Bachelor of Science Physik (ab WS 2019/20): keine
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