Grundlagen an der Universität Für Bodenkultur Wien | Karteikarten & Zusammenfassungen

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Begründer der klassischen Mechanik
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Newton
Isaac 
17. Jahrundert
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Technische Hydromechanik = Hydraulik
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  • Fluidmechanik oder Strömungslehre ist die Mechanik fließfähiger Materie, also klassisch von Flüssigkeiten und Gasen; auch Plasma im modernen Fluidbegriff
  • Gegenstand der Hydromechanik ist das Verhalten von dichtebständigen (inkompressiblen) klassischen Fluiden unter der Einwirkung von Kräften (Flüssigkeiten fast immer dichtebeständig, näherungsweise auch Gase bei bestimmten Prozessen)
  • Hydraulik => Andwendung der hydromechanischen Gesetzmäßigkeiten auf praktische Gegebenheiten -> etwa Rohr- oder Gerinnehydraulik
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Klassische Aggregatszustände der Materie
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  • Feststoffe: die Materie liegt im festen Aggregatszustand vor; Partikel haben eine feste mittlere räumliche Beziehung zueinander (gebunden)
  • Flüssigkeit: flüssiger Zustand; Partikel nicht gebunden , aber noch nah genug um kontinuierlich mit dem nächsten Nachbar zu interagieren
  • Gas: gasförmiger Aggregatszustand; Partikel weit voneinander entfernt, interargieren nur gelegentlich und kollidiernen miteinander => GAS
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Was ist ein Liquid?
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Flüssigkeit ist der einzige Materiezustand mit einem bestimmten Volumen, aber ohne fester Form. Eine Flüssigkeit besteht aus winzigen Schwingungen. Materieteilchen wie Atome, die durch Wechselwirkungen molekularer Bindungen zusammengehalten werden. Wie ein Gas kann eine Flüssigkeit fließen und die Form eines Gefäß/Behälters annehmen. Die meisten Liquids widerstehen der Kompression, wobei andere komprimiert werden können. Im Gegensatz zu einem Gas versucht ein Liquid nicht jeden Raum des Behälters zu vollfüllen und es pflegt eine ziemlich konstante Dichte. Charakteristische Eigenschaft des flüssigen Zustandes -> Oberflächenspannung => Benetzungsphänomen
Dichte einer Flüssigkeit liegt normalerweise nahe an der eines Feststoffes und ist viel größer als in Gas. 
flüssig und fest werden als kondensierte Materie bezeichnet; Flüssigkeiten und Gase teilen die Fähigkeit zu fließen -> beide nennt man Fluide
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Rheologische Unterscheidung der Aggregatzustände
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  • Wasser einziger Stoff der unter natürlichen Bedingungen in allen 3 Aggregatszuständen vorliegen kann
  • Schubspannung führt bei Stoffen im:
  • festen Zustand bis zur Elastizitätsgrenze zu einer elastischen Verformung (darüber zu einer plastischen) und verharrt dann in Ruhe
  • flüssigen Zustand: zu einer Verformungsgeschwindigkeit; eine Flüssigkeit befindet sich in Ruhe, wenn keine Schubspannung ausgeübt wird
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Wärme Q
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  • thermische Energie wird vergrößert, durch Zufuhr  von Wärme Q in thermodynamisches System
  • wird gleichzeitig Arbeit verrichtet => führen beide zu Zunahme der inneren Energie
  • Wärme & Arbeit sind extensive physikalische Prozessgrößen
  • innere Energie => extensive Zustandsgröße 
  • Energie = Erhaltungsgröße; Wärme und Arbeit könen nicht selbst entstehen, sondern beschreiben Energietransport 

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Thermische Energie 
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  • thermische Energie Eth, auch Wärmeenergie, ist die Energie, die der untergeordneten Bewegung der Atome oder Moleküle eines Stoffs gespeichert ist
  • Eth ist extensive Zustandsgröße und Teil der inneren Energie
  • Wärmeinhalt = Wärmeenergie, die den Energieunterschied zum Zustand bei 0° bezeichnet
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thermische Energie => Temperatur
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  • Temperatur -> Maß für die mittlere kinetische Energie pro Teilchen ; Intergration über alle Teilchen des Systems => thermische Energie
  • Zunahmen thermische Energie => Zunahme Temperatur
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Thermische Energie ohne Temperaturänderung
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  • bei Phasenübergang der Fall, dass Eth ändert, ohne dass sich Temp ändert => Schmelzvorgang
  • um Eis zu schmelzen => thermische Energie durch Zufuhr von Wärme vergrößern; Temperatur steigt nicht, weil die gesamte Wärme für Phasenübergang benötigt wird (Schmelzwärme)
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Temperatur
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  • Temperatur T => intensive Zustandsgröße, die eng mit der untergeordneten Teilchenbewegung verbunden ist
  • ideale Gase => Temperatur ein direktes Maß für die bezogene mittlere kinetische Energie
  • Entscheidend für Wärmeleitung 
  • kennzeichnet thermodynamische GLW
  • viele physk. Eigenschaften von T abhängig = > zu ihrer Bestimmung benutzen (thermische Ausdehnung von Stoff -> Thermometer)
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Wärmeausdehnung
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  • Volumenänderung von Fluid aufgrund einer Temperaturänderung (isobare Zustandsänderung)
  • Kennwert: thermische Raumausdehnungskoeffizient y
  • beta (T): relative Raumausdehnung; dimensionslos; liefert relativen Volumenszuwachs
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Was ist die Mechanik?
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  • Mechanik -> in Natur- & Ingenieurwissenschaften die Lehre von der Bewegung von Körpern, sowie den dabei wirkenden Kräften
  • Naturwissenschaft -> ein Teil der Physik 
  • Ingenieurwissenschaft -> Maschinenbau & Bauingenieurwesen
  • Klassische Mechanik -> Teilgebiet der klassischen Physik, die sich entweder in Ruhe befinden, oder mit einer Geschwindigkeit bewegen, die signifikant kleiner als die Lichtgeschwindigkeit ist.
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Q:
Begründer der klassischen Mechanik
A:
Newton
Isaac 
17. Jahrundert
Q:
Technische Hydromechanik = Hydraulik
A:
  • Fluidmechanik oder Strömungslehre ist die Mechanik fließfähiger Materie, also klassisch von Flüssigkeiten und Gasen; auch Plasma im modernen Fluidbegriff
  • Gegenstand der Hydromechanik ist das Verhalten von dichtebständigen (inkompressiblen) klassischen Fluiden unter der Einwirkung von Kräften (Flüssigkeiten fast immer dichtebeständig, näherungsweise auch Gase bei bestimmten Prozessen)
  • Hydraulik => Andwendung der hydromechanischen Gesetzmäßigkeiten auf praktische Gegebenheiten -> etwa Rohr- oder Gerinnehydraulik
Q:
Klassische Aggregatszustände der Materie
A:
  • Feststoffe: die Materie liegt im festen Aggregatszustand vor; Partikel haben eine feste mittlere räumliche Beziehung zueinander (gebunden)
  • Flüssigkeit: flüssiger Zustand; Partikel nicht gebunden , aber noch nah genug um kontinuierlich mit dem nächsten Nachbar zu interagieren
  • Gas: gasförmiger Aggregatszustand; Partikel weit voneinander entfernt, interargieren nur gelegentlich und kollidiernen miteinander => GAS
Q:
Was ist ein Liquid?
A:
Flüssigkeit ist der einzige Materiezustand mit einem bestimmten Volumen, aber ohne fester Form. Eine Flüssigkeit besteht aus winzigen Schwingungen. Materieteilchen wie Atome, die durch Wechselwirkungen molekularer Bindungen zusammengehalten werden. Wie ein Gas kann eine Flüssigkeit fließen und die Form eines Gefäß/Behälters annehmen. Die meisten Liquids widerstehen der Kompression, wobei andere komprimiert werden können. Im Gegensatz zu einem Gas versucht ein Liquid nicht jeden Raum des Behälters zu vollfüllen und es pflegt eine ziemlich konstante Dichte. Charakteristische Eigenschaft des flüssigen Zustandes -> Oberflächenspannung => Benetzungsphänomen
Dichte einer Flüssigkeit liegt normalerweise nahe an der eines Feststoffes und ist viel größer als in Gas. 
flüssig und fest werden als kondensierte Materie bezeichnet; Flüssigkeiten und Gase teilen die Fähigkeit zu fließen -> beide nennt man Fluide
Q:
Rheologische Unterscheidung der Aggregatzustände
A:
  • Wasser einziger Stoff der unter natürlichen Bedingungen in allen 3 Aggregatszuständen vorliegen kann
  • Schubspannung führt bei Stoffen im:
  • festen Zustand bis zur Elastizitätsgrenze zu einer elastischen Verformung (darüber zu einer plastischen) und verharrt dann in Ruhe
  • flüssigen Zustand: zu einer Verformungsgeschwindigkeit; eine Flüssigkeit befindet sich in Ruhe, wenn keine Schubspannung ausgeübt wird
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Q:
Wärme Q
A:
  • thermische Energie wird vergrößert, durch Zufuhr  von Wärme Q in thermodynamisches System
  • wird gleichzeitig Arbeit verrichtet => führen beide zu Zunahme der inneren Energie
  • Wärme & Arbeit sind extensive physikalische Prozessgrößen
  • innere Energie => extensive Zustandsgröße 
  • Energie = Erhaltungsgröße; Wärme und Arbeit könen nicht selbst entstehen, sondern beschreiben Energietransport 

Q:
Thermische Energie 
A:
  • thermische Energie Eth, auch Wärmeenergie, ist die Energie, die der untergeordneten Bewegung der Atome oder Moleküle eines Stoffs gespeichert ist
  • Eth ist extensive Zustandsgröße und Teil der inneren Energie
  • Wärmeinhalt = Wärmeenergie, die den Energieunterschied zum Zustand bei 0° bezeichnet
Q:
thermische Energie => Temperatur
A:
  • Temperatur -> Maß für die mittlere kinetische Energie pro Teilchen ; Intergration über alle Teilchen des Systems => thermische Energie
  • Zunahmen thermische Energie => Zunahme Temperatur
Q:
Thermische Energie ohne Temperaturänderung
A:
  • bei Phasenübergang der Fall, dass Eth ändert, ohne dass sich Temp ändert => Schmelzvorgang
  • um Eis zu schmelzen => thermische Energie durch Zufuhr von Wärme vergrößern; Temperatur steigt nicht, weil die gesamte Wärme für Phasenübergang benötigt wird (Schmelzwärme)
Q:
Temperatur
A:
  • Temperatur T => intensive Zustandsgröße, die eng mit der untergeordneten Teilchenbewegung verbunden ist
  • ideale Gase => Temperatur ein direktes Maß für die bezogene mittlere kinetische Energie
  • Entscheidend für Wärmeleitung 
  • kennzeichnet thermodynamische GLW
  • viele physk. Eigenschaften von T abhängig = > zu ihrer Bestimmung benutzen (thermische Ausdehnung von Stoff -> Thermometer)
Q:
Wärmeausdehnung
A:
  • Volumenänderung von Fluid aufgrund einer Temperaturänderung (isobare Zustandsänderung)
  • Kennwert: thermische Raumausdehnungskoeffizient y
  • beta (T): relative Raumausdehnung; dimensionslos; liefert relativen Volumenszuwachs
Q:
Was ist die Mechanik?
A:
  • Mechanik -> in Natur- & Ingenieurwissenschaften die Lehre von der Bewegung von Körpern, sowie den dabei wirkenden Kräften
  • Naturwissenschaft -> ein Teil der Physik 
  • Ingenieurwissenschaft -> Maschinenbau & Bauingenieurwesen
  • Klassische Mechanik -> Teilgebiet der klassischen Physik, die sich entweder in Ruhe befinden, oder mit einer Geschwindigkeit bewegen, die signifikant kleiner als die Lichtgeschwindigkeit ist.
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