Göteborgs Universitet2006-08-25
Fysiska Institutionen 8.30-13.30
LFY220, Atmosfären och Jordens Miljö
1)
  • Det räcker att utnyttja instrålning P=200 W/m2 och djup 10m
    • Massa per kvadratmeter är: rho * V= 10^3kg/m^3 * 10m^3 =10^4 kg
    • Den energi som behöver tillföras är per kg är 4.2 *10^3 J /kg/grad
    • Energi: E= (4.2*10^3 J/kg/grad ) * (10^4 kg) * 10 grader = 4.2 * 10^8 J
    • Tid: t= E/P = 4.2*10^8 J / 200W = 2.1*10^6 s
    • Omvandla: 1dygn = 86400 s
    Det tar då 24 dygn att värma upp en 10m djup sjö 10 grader. Verkar det rimligt?
    • 2) Arkimedes princip ....
    Isberg som smälter, CO2 lagring, Skorstensrök, lufttryck som funktion av höjden, uppvärmning av luften vid ekvatorn, golfströmmen> 0.5p per punkt
    3) n=pV/RT, W= integral p *dV= nRT * dV/V = nRT*ln5
    R=8.31 J /(mol K) * 8.31 J * 0.5 * 300 * ln 5 = 1247 J * ln 5 = 2.0kJ
    4) Se boken
    5) t.ex. Foucault-pendel, vädersystem, jordens tillplattade form, g vid ekvatorn etc. (ett exempel räcker)
    6) Balansen mellan in- och utgående strålning -
    s 56 i utdelat material: Instrålningen är som första approximation "cos (lat)". Utstrålningen är flackare, lägre vid ekvatorn, högre vid polerna. Värme måste därför transporteras mot polerna. Detta sker både genom luft och havsströmmar. (Räcker om ni kommer ihåg detta, 0.5-1 bonuspoäng om ni beskriver lite mer om flödet, t.ex. hur luft värms upp vid ekvatorn, luft dras in mot ekvatorn nära jordens yta, medan den går från ekvatorn vid högre höjder. Värme transporteras därför från ekvatorn genom varm luft. Även havet värms upp mer vid ekvatorn och havströmmarna för värme bort från ekvatorn. Luften som stiger vid ekvatorn är fuktig, och högre upp kondenseras vattenångan till regn som faller ned en bit ifrån ekvatorn. Detta leder till att latent värme (dvs vattenångan) för MOT ekvatorn >
    7) Se bladet om Dimensionsanalys
    1. T2= C* r3/GM (jfr Kepler)
    2. v2= C GR
    3. Sätt upp villkoret att kinetiskt + potentiell energi =0. Detta ger v2= 2 GR
    8)
    1. I luften i tentamenssalen finns huvudsakligen syre och kvävemolekyler. Vilket/vilka av följande påståenden är sant/sanna?
      1. Syremolekylerna och kvävemolekylerna rör sig lika fort i genomsnitt.
      2. Alla molekyler i luften har samma energi
      3. Alla syremolekyler rör sig fortare än alla kvävemolekyler
      4. Alla syremolekyler rör sig långsammare än alla kvävemolekyler
      5. Syremolekylernas genomsnittliga fart är högre än kvävemolekylernas
      6. Syremolekylernas genomsnittliga fart är lägre än kvävemolekylernas

    2. Jorden befinner sig närmare solen under vinterhalvåret (på norra halvklotet). Detta kan vi t.ex. veta genom att antalet dagar under vinterhalvåret, från höstdagjämning till vårdagjämning, är färre än antalet dagar under sommarhalvåret, från vårdagjämning till höstdagjämning. Det hänger samband med bevarandet av en fysikalisk storhet. Vilken ?
      1. Energi
      2. Rörelsemängd
      3. Kraft
      4. Rörelsemängdsmoment
      5. Massa

    3. Högtryck över Göteborg. Hur går vinden vid högtrycket?
      1. Utåt från högtrycket
      2. Inåt mot högtrycket
      3. Medsols runt högtrycket (Coriolis...)
      4. Motsols runt högtrycket
      5. Omöjligt att veta

    4. Lisa har tänt ett värmeljus i en lykta som hon tar med sig på bussen. När bussen startar kommer lågan
      1. ... att luta framåt (dvs. i bussens rörelseriktning) inne i lyktan
      2. att fortsätta att stå rakt upp som före start
      3. att luta bakåt inne i lyktan
      4. ... omöjligt att veta

    5. Du startar en liten snurra så att den snurrar medsols. Vad händer med snurran när du släpper den?
      1. Den balancerar först rakt upp och lägger sig sedan rakt ned
      2. Den lägger sig ned direkt
      3. Den börjar precessera så att toppen rör sig i en cirkelrörelse medsols
      4. Den börjar precessera så att toppen rör sig i en cirkelrörelse motsols
      5. Det beror på snurrans utformning

    6. Sekunden definierades förut genom relation till jordens rotation kring sin axel. Jordens rotation bromsas på grund av tidvatten. Kan jordens rotationshastighet också påverkas av stormar som skapar vågor på haven?
      1. Nej, eftersom när vinden påverkar vattnet kommer vattnet att påverka vinden med en lika stor men motriktad kraft.
      2. Jorden kommer att rotera lite snabbare när det är höga vågor.
      3. Jorden kommer att rotera lite långsammare när det är höga vågor. (rörelsemängdsmoment!)
      4. Det finns en effekt, men den är för liten att mäta