Afsluttende prøver. Fysik 9.a

Transkript

1 Afsluttende prøver Fysik 9.a Mundtlig prøve: Eksaminator: Censor: Dato : Claus Møller Bæk Jens Højlund Olsen d. 17. juni 2012 og d. 18. juni 2012

2 Prøverækkefølge for Fysik 9.a Lærer: Claus Møller Bæk Censor: Jens Højlund Olsen I skal være klar udenfor fysiklokalet 15 min før I skal ind. Dato: Mandag d. 17. juni Tidspunkt Navn 08:00 Julie Larsen og Niklas Madsen 08:00 Thea Jensen 08:00 Hanna Jensen 08:00 Oliver C. Andersen 10:15 Mathias Berthelsen og Mathias Johannsen 10:15 Leonora Larsen og Zoe Mikkelsen 10:15 Helene K. Thomsen Dato: Tirsdag d. 18. juni Tidspunkt Navn 08:00 Michael Andersen og Katharina Street 08:00 Amanda Thomsen og Alma Smidt 08:00 Victor Kaae 10:15 Ulrikke Larsen og Freja D. Hede 10:15 Rebecca Grenov 10:15 Victor Benson

3 Hvordan forbereder jeg mig bedst muligt til mundtlig prøve? Start i god tid (lav eventuelt en studiegruppe) Planlæg eksamenslæsningen. Sæt nogle mål. Stikordslisten giver et overblik over de ting det forventes at du kan. Lær nogle klumper som du kan fortælle om. Vær opmærksom på at forskellige emner godt kan hænge sammen. Stil kritiske spørgsmål til hinanden med henblik på bedre forståelse. Træn forsøgene der lægges meget vægt på. o Formål Hvorfor laver vi forsøget o Udførelse behandling af kemikalier/apperatur o Konklusion lykkes forsøget passer det o Databehandling o Brug Excel på computeren Øv dig i at vælge forsøg ud. Lav forsøgene og forklar teori ud fra dem. Vejledning og hjælpemidler til den mundtlige prøve Pak dine ting allerede aftenen før eller om formiddagen Du skal medbringe: Bærbar computer Lommeregner Periodisk system Elektronegativitetstabel Blyant/lineal Forsøgsvejledninger Tekstmaterialer, (teori, forsøg, eksamensmanualer) Notater Du må bruge ALT (dog ikke online kommunikation) Læs spørgsmålet grundigt Det er meget vigtigt, at du når meget og folder fysikken ud. Lav en disposition: En række forsøg, du vil lave (Man kan godt forberede en række dispositioner på forhånd)

4 Kemisk og Fysisk grundviden Kemisk og Fysisk grundviden Kende til faget: Kende temaer for året Kende lærerbøger og kilder Kende laboratoriet Kende udstyret Kende sikkerhedsregler Kemiske forbindelser og molekyler: Blandinger Kemiske forbindelser (molekyler) Grundstoffer (atomer) Historisk indsigt: Demokrit- hårde kugler Aristoteles- fire elementer: Vand, jord, luft og ild Dalton- forsøg (molekyler) Thompson- elekronens opdager, rosinbollemodel Rutherford- atomkernens opdager, planetmodel Bohr- stabil model Atomer: Periodisk system: Bestanddele Proton Elektron Neutron Nukleoner Kræfter i atomet- elektriske kræfter/kerne(kort)kræfter Skalmodel Skalopfyldningsregel 2n 2 Atomfysisk skrivemåde Isotoper/Atommasse Atomnummer Perioder/skaller Hovedgrupper Metallinje Markering for radioaktivitet Elektropositive stoffer Elektronegative stoffer Tegning af atomer med skalmodellen Tegning af atomer med prikmodellen Kende 23 atomer H, He, Li, C, N, O, F, Na, Mg, Al, P, S, Cl, K, Ca, Fe, Ni, Cu, Zn, Ag, Au, Hg, Pb Side 4

5 Kemisk og Fysisk grundviden Molekyler: Kemiske bindinger Elektronnegativitet Atombindinger Polære atom bindinger Ionbindinger Endoterm/Exoterm Dissiocering Tegning af molekyler med skalmodel Tegning af molekyler med prikmodel Tegning af molekyler med stregmodel Bygge med molekylebyggesæt Enkeltbindinger Dobbeltbindinger Tripelbindinger Navngivning; id-, at-, talreglen Modellernes begrænsninger når skalmodel kun kan forklare enkeltbindinger Orbitalmodeller Simple ioner Sammensatte ioner Følgende molekyler skal kunnes Atombindinger H 2, O 2, I 2, Cl 2, F 2, N 2, CH 4 Polære atombindinger H 2 0, NH 3, CO 2, HCl Ionbindinger NaCl, LiCl, KCl NaOH, KOH, H 2 SO 4, HNO 3 Side 5

6 Miljøkemi- Syrer, baser & salte EMNE 1: Miljøkemi- Syrer, baser & salte Litteratur: Ny prisma- s. 8-23: Det sure, det salte, det basiske Ny Prisma- s : Der er noget i luften Ny Prisma- s : Jordens salte Ioner: Positive og negative ioner Simple og sammensatte ioner Iongitter Opløsning/nedbrydning af iongitter Syrer: Bestanddele Syre = H + + syrerestion Kendetegn ph < 7, lakmus rød Stærke syrer: HCl, H 2 SO 4, HNO 3 Svage syrer: H 2 CO 3,H 3 PO 4, CH 3 COOH Dissociering Syrestyrke, ligevægt ved svage syrer (eddikesyre) Baser: Bestanddele Metalion + OH - Kendetegn ph > 7, lakmus blå Stærke baser: NaOH, KOH, Svage baser: Ammoniakvand NH 3 (NH 4 OH), Ca(OH) 2 Salte af carbonater er basiske- men følger ikke ovenstående definition, f.eks. Na 2 CO 3 Dissociering Salte: Bestanddele Metalion + Syrerestion Kendetegn ph ca. 7 Iongitter Opløsning af iongitter: Vand, varme Mol: ph-begrebet: Molbegrebet Avogadros tal 6,023 * ph-værdi Indikatorer Indikatorpapir Indikatorstave Fortynding/ logaritmisk skala Side 6

7 Miljøkemi- Syrer, baser & salte Elektrolyse: Strømforsyning + pol, - pol Kredsløb Elektrolysekar Hvad sker der ved pluspolen? Hvad sker der ved minuspolen? Endoterme og exoterme processer med udgangspunkt i kemisk binding. Hydrogenprøven- hydrogens kendetegn Chlorprøven- chlors kendetegn Drypsten: Aflejring af kalk (CaCO 3 ) Kuldioxid + vand = kulsyre Kulsyre + Calciumcarbonat = Calciumhydrogencarbonat Tryk (når trykket falder aflejres kalken -CO) Drypstens farve Neutralisation: Syre + base -> vand + salt Omslagspunkt Forskellige syrebase/ligninger Navngivning af salte Miljøkemi: Fotosyntesen: 6CO 2 + 6H 2 O -> C 6 H 12 O 6 + 6O 2 Forbrændingsligning: Organisk materiale + O 2 ->CO 2 + H 2 O Fuldstændig forbrænding Atmosfærens sammensætning Kuldioxidprøven kuldioxids kendetegn Hvordan virker et kraftværk Fossile brændstoffer: Kul/olie Miljøkemi, eventuelt: Ufuldstændig forbrænding - (hvad er en kulilte forgiftning?) Dannelse af NO x `er Hvordan virker en bils katalysator Dannelse af svovldioxid, svovlsyrling Dannelse af svovltrioxid, svovlsyre Syreregn Snox-anlæg Drivhuseffekt Side 7

8 Elektricitet og magnetisme EMNE 2: Litteratur: Elektricitet og magnetisme Ny prisma- s : Når felter forandres DR VidenOm Polvending Permanent magnetisme: Naturlige magnetiske stoffer; Magnetjernsten Fe 3 O 4 Hvilke stoffer kan blive magnetiske: Fe, Ni, Co og Ga Stangmagnet: Nordpol, Sydpol Er den magnetiske kraft lige stor overalt på en magnet? Frastødning og tiltrækning Jordmagnetisme Geografisk nordpol og sydpol Magnetisk nordpol og sydpol Kompas misvisning Inklinationsnål Magnetfeltet omkring en stangmagnet Model af magnetisme småmagneter Magnetisering af en løvsavsklinge Afmagnetisering (hammer, temperatur, vekselstrøm) Nordlys, solvind, Van Allen bælter Permanente magneters anvendelse Feltlinjerne bevæger sig fra nord til syd udenfor magneten. Curiepunkt for jern. Permanente og midlertidige magneter AlNiCo Elektricitet Spænding U [V] Volt Voltmeter Strømstyrke I [A] Ampere Amperemeter Modstand/resistans R [Ω] Ohm Ohms lov: U = R*I Spænding og strømstyrke er ligefrem proportionale Serieforbindelse Parallelforbindelse Kredsløb Symboler: Jævnstrøm, vekselstrøm, pære, modstand, amperemeter, voltmeter Side 8

9 Elektricitet og magnetisme Elektromagnetisme Spole + strøm = elektromagnet Gribereglen ( polbestemmelse) Elektromagnetens afhængighedsfaktorer: Strøm(spænding), vindinger, jernkerne Anvendelse af elektromagneter Det magnetiske felt omkring en ledning Højrehåndsreglen (tommelfinger/lillefingerregel) Magnetfeltet i og omkring en spole (elektromagnet) Induktion/vekselstrøm: Konservativ spole Dannelse af en induktionsstrøm Induktionsstrømmens retning (gribereglen) Induktionsstrømmens afhængighedsfaktorer: Vindinger, fart, styrke, jernkerne Vekselstrømskurven: periode T= 0,02 sek. giver en frekvens f = 50 Hz Maximalspænding og effektivspænding U max = 2 * U effektiv I max = 2 * I effektiv Ensretning, dioder Dobbelt ensretning, brokobling 3-faset vekselstrøm U Fase-Fase = 3 * U 0-Fase I Fase-Fase = 3 * I 0-Fase Elektrisk energi: Energiligning, Joules lov E = U*I*t Effektligning P = U*I Ws Wh KWh Nyttevirkning wattsekund = 1 Joule Watttime Kilowatttime Side 9

10 Elektricitet og magnetisme Transformation: Elektromagnetisk princip Induktionsprincip DER LØBER INGEN STRØM I TRANSFORMERENS JERNKERNE DER LØBER ET MAGNETFELT Primær spole Sekundær spole Spændingsligningen Transformerligningen P p = P s U p * I p = U s * I s Transformatorstationer, højspænding, lavspænding Elværket: Atomkraftværk: Energikilde: Vind, vand, kul, olie, atomkraft Turbine Generator Transformator Drivhuseffekt (CO 2 ) Syreregn (SO 2,SO 3 ) Fission (U-235,U238, beriget Uran) Moderator Kontrolstænger Engergifremførsel Side 10

11 Elektricitet og magnetisme FORSØG, emne 2: Magnetisme Hvilke stoffer kan en magnet tiltrække Magnetiser jernspåner 5.1 Hvilke stoffer kan svække den magnetiske kraft 5.2 Magnetiske kræfter tiltrækning og frastødning 5.2.B En magnet virker igennem vand 5.3 En stangmagnets magnetfelt/feltlinier 5.3.B Visning af magnetens feltlinjer med små kompasnåle 5.5 Magnetiser en savklinge Polbestemmelse af indpakkede magneter Elektromagnetisme 5.6 Lav en elektromagnet af isoleret kobbertråd og et søm 5.7 Magnetfeltet omkring en elektromagnet 5.8 Polbestemmelse på en elektromagnet 5.9 / 5.11 Elektromagnetens styrke (afhængighedsfaktorer) 5.12 Magnetiser en savklinge vha. elektromagnetisme Induktion 5.14 /5.15 Fremstil en induktionsstrøm 5.15 Induktionsstrømmens retning Vekselspændingskurven 5.16 / 5.18 Fremstil en vekselstrømsgenerator med en spole 5.22 Fremstil en vekselstrømsgnerator med tre spoler Undersøg transformerligningen 5.25 / 5.26 Transformere ændrer spændingen 5.28 To transformere i serie Side 11

12 Atom- og kernefysik EMNE 3: Atom- og kernefysik. Litteratur: Ny prisma 9 s : Partikler med fart på Ny Prisma Plus- s. 6-15: Kerneenergi Atommodeller: 2 græske filosoffer, der levede før Kr. Aristoteles Teorien om de fire elementer (Ild, jord, luft og vand) Demokrit Bruger ordet atom = udelelig Aristoteles opfattelse er fremherskende op til 19. Århundrede Dalton-Laver forsøg (emperi) bruger betegnelsen molekyler Thompson- Laver forsøg opdager elektronen MODEL: ROSINBOLLEMODELLEN Rutherford- Laver forsøg opdager atomkernen MODEL: PLANETMODELLEN Bohr- Forklarer atomets lysudsendelse (liniespektre) og stabilitet med sin model. MODEL: BOHRS ATOMMODEL Atomets opbygning : Positiv kerne negativt elektronsystem Elektroner: Ladning -1, vægt 1/1836 u Protoner: Ladning +1, vægt 1u Neutroner: Ladning 0, vægt 1u Atomets opbygning Lige mange protoner og elektroner Forklaring af det periodiske system Perioder skaller skalopfyldningsregel 2n 2. Hovedgrupper Metal- ikke metaller Markering for radioaktivitet Side 12

13 Atom- og kernefysik Nuklidkort: Nuklider atomkerner Isotoper: Samme antal protoner Z-tal ligger på samme vandret akse Isotoner: Samme antal neutroner N-tal ligger på samme lodret akse Isobarer: Samme antal nukleoner A-tal - skrå Forklaring af vægttallet i det periodiske system: (Brug chlor som eksempel) Nuklidkortets opbygning. x-akse = antal neutroner y-akse = antal protroner Sort: Stabilitetslinie (De sorte stoffer er stabile dvs. ikke radioaktive) Blå: Rød: β - radioaktivitet (betaminusradioaktivitet) - elektroner β + radioaktivitet (betaplusradioaktivitet) positroner Grøn: α radioaktivitet (alfaradioaktivitet) heliumkerner Gul: ε proces: K-indfangning γ-radioaktivitet: (Elektromagnetisk stråling, gammafotoner) Henfaldstider Side 13

14 Atom- og kernefysik Radioaktivitet: Hovedregel Alle fysiske og kemiske systemer stræber efter den lavest mulige energi. a. Derfor smelter is hvis temperaturen er højere end frysepunktet b. Derfor falder en sten ned hvis den kastes ud fra et tårn c. Derfor sker der kemiske reaktioner (elektronsystemet) d. Derfor sker der radioaktive processer (atomkernen) Elektromagnetisk stråling (lys, IR og UV) opstår ved energiovergange i elektronsystemet (Bohrs atommodel) Derfor er der forskellig lysudsendelse, når det samme atom optræder i forskellige kemiske forbindelser, idet elektrosystemet herved forandres. Radioaktiv stråling (α, β -, β + og γ) opstår ved energiovergange og forandringer i atomkernen. Derfor er den radioaktive stråling den samme uanset hvilken kemisk forbindelse atomet indgår i α, β -, β + kaldes partikelstråling γ- stråling kandes elektromagnetisk stråling Den radioaktive stråling er i stand til at støde elektroner væk fra stoffer. Derfor kaldes den ioniserende stråling Baggrundsstråling:Hvor kommer baggrundstrålingen fra? Måleenheden Sievert Baggrundsstrålingen i DK Side 14

15 Atom- og kernefysik Forskellige typer stråling: Klassifikation: a. Bestanddel b. Hvor opstår den c. Kerneproces d. Farve i nuklidkort e. Afbøjning i elektrisk felt f. Rækkevidde g. Gennemtrængelighed h. Gang i nuklidkortet Alfastråling a. Består af helium kerner b. Opstår ved nuklider (atomkerner der vejer for meget). Det betyder at neutronerne har svært ved at holde sammen på kernen. Den må på slankekur og udsender derfor heliumkerner 4 He 2 A Z A 4 4 c. x Z 2y 2He( ) d. Alfaradioaktive stoffer er grønne i nuklidkortet e. Alfapartikler afbøjes langsomt hen mod minus i et elektrisk felt, da de er tunge og positive. f. Alfapartikler standses af ca. 1-2 cm luft. De er farlige at få ind i kroppen. g. Alfapartikler standses af et par stykker papir h. To tilbage og to ned Betaminusstråling a. Består af elektroner b. Opstår ved nuklider der har for mange neutroner. I nuklidkortet ligger de under den sorte stabilitetslinie c. En neutron omdannes til en proton og en elektron 1 0 n 1 1 p 0 1 e A Z x A Z 1 x 0 1 e d. Betaminusradioaktive stoffer er blå i nuklidkortet e. Betaminuspartikler afbøjes hurtigt hen mod plus i et elektrisk felt, da de er lette og negative f. Betaminuspartikler standses af ca. 50 m luft. g. Betaminuspartikler standses af et 1-2 mm. Aluminium (Al) h. En tilbage og en op (en skråt op) Side 15

16 Atom- og kernefysik Betaplusstråling a. Består af positroner (positive elektroner) b. Opstår ved nuklider der har for mange protoner. I nuklidkortet ligger de over den sorte stabilitetslinie. c. En proton omdannes til en neutron og en positiv elektron 1 1 p 1 0 n 0 1 e A Z x A Z 1 y 0 1 e d. Betamplussradioaktive stoffer er røde i nuklidkortet e. Betapartikler afbøjes hurtigt hen mod minus i et elektrisk felt, da de er lette og positive f. ukendt vi laver ikke forsøg med betaplusstråler g. ukendt vi laver ikke forsøg med betaplusstråler h. En frem og en ned (en skråt ned) K-indfangning a. En K-indfangning (epsilonproces) er ikke en stråling ud af til men en stråling ind i kernen, idet kernen fanger en elektron fra den første skal (K-skallen) b. Opstår ved nuklider der har for mange protoner. I nuklidkortet ligger de over den sorte stabilitetslinie. c. En proton og en elektron omdannes til en neutron 1 1 p 0 1 e 1 0 n x e A 0 A Z 1 Z 1 y d. Epsilonradioaktive stoffer er gule i nuklidkortet e. Ikke relevant f. Ikke relevant g. Ikke relevant h. En frem og en ned (en skråt ned) Side 16

17 Atom- og kernefysik Gammastråling a. Består af kortbølget elektromagnetisk stråling (gammafotoner, kvanter) b. Opstår ved nuklider der er anslåede. Når de falder tilbage til grundtilstanden udsendes den overskydende energi som gammafotoner. Gammastråling optræder sammen med alfastråling og betastråling og K-indfang. Man taler om en gammarest. c. Kernen udsender energi A A d. Z x* Z x e. Gammaradioaktive stoffer har ingen speciel farve i nuklidkortet f. Gammastråling afbøjer ikke i et elektrisk felt, da de er elektrisk neutrale. g. Ikke angivet h. Gamma stråler standses af et tykt lag bly (Pb) i. Ingen- da der ikke sker nogen kerneændring Henfald Radioaktive henfaldsrækker ligning og gang i nuklidkortet Halveringstid Kulstof 14 metoden til aldersbestemmelse Kerneenergi Kræfter og energi i atomkernen Fissionsprocesser Fusionsprocesser Kontrolleret og ukontrolleret kædereaktion Atomkraftværk Kulfyret kraftværk: Turbine, generator, transformator Kerneraktor Fissilt materiale- brændsel (Uran, beriget uran) Moderator (forskel på let vand, tungt vand) Kontrolstænger (Cadmium) Primært og sekundært kredsløb Opbevaring af radioaktivt materiale Forurening fra kernekraftværker Forurening fra kulfyrede kraftværker Drivhuseffekt Fotosyntese/forbrænding Syreregn Side 17

18 Atom- og kernefysik Fusionskraftværk Lange udsigter Magnetfelter Solen som fusionsreaktor FORSØG, emne 3: Skriftlige øvelser: Forsøg med alfa stråler Forsøg med beta stråler Forsøg med gammastråler Forsøg med baggrundsstråling Forsøg med klippestykke Forsøg med terninger og halveringstid Radioaktivitet opgaver i stråling Alpha-stråling Beta(minus)-stråling Beta(plus)-stråling K-indfang Blandede opgaver i stråling Atomets opbygning 6.1, 6.2, 6.3, Strålingstyper Strålingstyper udfyldt skema Fission 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 Halvveringstidskurver Repetitionsark kopiark -17 Repetitionsopgaver i stråling Side 18

19 Madkemi Kulhydrater Proteiner Fedtstoffer EMNE 4: Madkemi Litteratur: Kemien vi spiser s Fotosyntesen: Respiration: Sollys + Vand + Kuldioxid Ilt + Sukker E sol + 6H 2 O + 6CO 2 6O 2 + C 6 H 12 O 6 Fotosyntesen foregår i planternes grønkorn Ilt + Sukker Vand + Kuldioxid + Energi 6O 2 + C 6 H 12 O 6 6H 2 O + 6CO 2 + Energi Respiration foregår bl.a. i mennesket. Kulhydrater: Energiindhold: 17kJ/g Monosakkarider: (C 6 H 12 O 6 ) glukose (druesukker, dextrose) fruktose (frugtsukker) galaktose Disakkarider: (kemisk sammensat af to monosakkarider C 12 H 22 O 11 ) sukrose (sakkarose, "almindeligt sukker") = fruktose + glukose maltose = glukose + glukose laktose (mælkesukker) = glukose + galaktose Polysakkarider: (sammensat af mindst 3 monosakkarider C n (H 2 O) n-1 ) Stivelse glukoseenheder, spaltes i kroppen Cellulose bygget af mange glukoseenheder, Plantefibre, som ikke nedbrydes i kroppen. Det er dog godt for fordøjelsen. Side 19

20 Madkemi Proteiner: Energiindhold: Opbygget af aminosyrer 17kJ/g Mennesket skal bruge 20 forskellige aminosyrer. Af de 20 skal vi have de 8 gennem kosten (essentielle aminosyrer). De øvrige 12 kan vi selv danne. En aminosyre består af: en aminogruppe en carboxylgruppe en kulstofkæde. Aminosyrer bindes sammen med en peptidbinding under fraspaltning af vand. Fedt Energiindhold: 37kJ/g Består af et glycerolmolekyle med 3 fedtsyrer Mættede fedtsyrer Monoumættede fedtsyrer Polyumættede fedtsyrer Cis Trans FORSØG, emne 4: 7.1 Spaltning af sukker Fra et disakkarid til et monosakkarid 7.2 Kartofler(2) forsøg 3 Kartoffelstivelse nedbrydes af enzymer fra spyt, tidsfaktor 7.7 Proteiner i mælk Eddike giver asein, arme giver l umin A 3.3 Stivelsesprøve med jod-jod-kalium s. 2 CO2 prøven / Kalkvandsprøven Side 20