Physics II - Continuum Mechanics - NEVF702

• Title: Fyzika II - Mechanika kontinua
• Guaranteed by: Department of Surface and Plasma Science (32-KFPP)
• Faculty: Faculty of Mathematics and Physics
• Actual: from 2015 to 2021
• Semester: both
• E-Credits: 1
• Hours per week, examination: 1/1, Ex [HT]
• Capacity: unlimited
• Min. number of students: unlimited
• 4EU+: no
• Virtual mobility / capacity: no
• State of the course: not taught
• Language: Czech
• Teaching methods: full-time
• Teaching methods: full-time
• Note: you can enroll for the course in winter and in summer semester
• Guarantor: doc. RNDr. Jiří Pavlů, Ph.D.; prof. RNDr. Zdeněk Němeček, DrSc.; prof. RNDr. Jana Šafránková, DrSc.

Annotation

English

Last update: G_F (29.05.2006)

The course introduces students into general concepts of continuum. The quantities used for continuum dynamics are defined and mutual relations among them are derived. The second part deals with gasdynamic waves and with their propagation characteristics.

Czech

Last update: G_F (29.05.2006)

Kurz je zaměřen na základní procesy probíhající v tekutinách a pevných látkách. Jsou předpokládány znalosti na úrovni kurzu Fyzika I - Mechanika hmotného bodu a tuhého tělesa. V kurzu jsou definovány základní pojmy mechaniky kontinua a odvozeny vztahy mezi nimi. Druhá část se zabývá hydrodynamickými vlnami v kontinuu a charakteristikami jejich šíření.

Literature

Last update: T_KEVF (06.05.2009)

A.Havránek: Klasická mechanika II, skriptum, Karolinum, Praha 2003

Z.Horák, F.Krupka: Fyzika, SNTL, Praha 1976

R.P.Feynman, R.B.Leighton, M.Sands: Feynmanovy přednášky z fyziky I, II, Fragment, Praha 2000

J.Kvasnica a kol.: Mechanika, Academia, Praha 1988, 2004

D.Halliday, R.Resnick, J.Walker: Fyzika, Vutium, Brno 2000

R.Bakule, E. Svoboda : Molekulová fyzika, Academia, Praha 1992

R.Bakule, J. Brož: Molekulová fyzika, skriptum, UK, Praha 1982

J.Obdržálek, A.Vaněk: Termodynamika a molekulová fyzika, skriptum, PF Ústí n.L., 2000

J.Fähnrich, A.Havránek, D.Slavínská: Příklady z mechaniky, skriptum, Karolinum, Praha 2001

J. Brož, M. Rotter: Příklady z molekulové fyziky, skriptum , SPN, Praha 1980, 1986

Syllabus

English

Last update: T_KEVF (06.05.2009)

1. Continuum - general concepts
Continuum kinematics. Strain, rate of strain and stress tensors. Equation of equilibrium and equation of motion for continuum.

2. Elasticity.
Generalized Hook's law. Fundamental problem of elasticity theory. Extension, shear, torsion, bending.

3. Mechanics of fluids
Liquid and gas. Equilibrium of liquids, hydrostatic pressure, Pascal's law. Archimedes' law. Ideal fluid flow, continuity equation, Bernoulli's equation. Viscous liquid flow, Newton's law of viscosity, Poiseuille's law. Laminar and turbulent flows.

4. Basics of thermodynamics
Thermodynamic system and its equilibrium. Heat, temperature, heat capacity. The first law of thermodynamics, internal energy of an ideal gas. Equation of state of an ideal gas. Reversible and irreversible processes, Carnot cycle, thermodynamic temperature. The second law of thermodynamics, entropy. Third law of thermodynamics.

5. Molecular-kinetic theory of matter.
Basics of a statistical description. Pressure and temperature, Boltzmann's law and entropy. Maxwell-Boltzmann distribution. Mean free path, collision frequency, Brownian motion. Diffusion, thermal conductivity, internal friction.

6. Real gases and phase transitions.
Equation of state of real gases. Joule-Thomson effect. Equilibrium phase diagram of one-component systems, Gibbs' phase rule. Latent heats and temperatures of phase transitions.

Czech

Last update: T_KEVF (06.05.2009)

1. Kontinuum - obecné pojmy.
Kinematika kontinua. Tenzory deformace, rychlosti deformace a napětí. Rovnice rovnováhy a pohybová rovnice kontinua.

2. Pružnost.
Zobecněný Hookův zákon. Základní úloha teorie pružnosti. Tah, smyk, torze, ohyb.

3. Mechanika tekutin.
Kapalina a plyn. Rovnováha tekutin, hydrostatický tlak, Pascalův zákon, Archimedův zákon. Proudění ideální tekutiny, rovnice kontinuity, Bernoulliova rovnice. Proudění viskózní kapaliny, Newtonův viskózní zákon, Poiseuillův vztah. Laminární a turbulentní proudění.

4. Základy termodynamiky.
Termodynamická soustava a její rovnováha. Teplo, teplota, tepelná kapacita. První termodynamický zákon, vnitřní energie ideálního plynu. Stavová rovnice ideálního plynu. Vratné a nevratné děje, Carnotův cyklus, termodynamická teplota. Druhý termodynamický zákon, entropie. Třetí termodynamický zákon.

5. Molekulárně kinetická teorie látek.
Základy statistického popisu. Tlak a teplota, Boltzmannův vztah a entropie. Maxwellovo-Boltzmannovo rozdělení. Střední volná dráha, počet srážek, Brownův pohyb. Difúze, tepelná vodivost, vnitřní tření.

6. Reálné plyny a fázové přechody.
Stavová rovnice reálných plynů. Jouleův-Thomsonův jev. Rovnovážný fázový diagram jednosložkové soustavy, Gibbsovo pravidlo fází. Skupenská tepla a teploty fázových přeměn.