Provkonstruktion

Årskurs: Gymnasiet

Ämne: Fysik 1b1

Tema: Termodynamik

Syfte

Syftet med provet är att bedöma elevernas kunskaper och förståelse för grundläggande principer inom termodynamik. Provets frågor ska belysa elevernas förmåga att förklara och tillämpa dessa principer i olika sammanhang.

Koppling till styrdokument

Centralt innehåll

Provets innehåll kopplas till läroplanens centrala innehåll: “Lagar och principer för termodynamik, inklusive begreppen värme, arbete, entropi och energikvalitet”.

Kunskapskrav

Provets jämförelse med kunskapskraven fokuserar på: “Redogöra för termodynamikens lagar och principer”, “Förklara skillnader mellan arbete och värme” samt “Ge exempel på tillämpningar av termodynamik”.

Prov

Faktafrågor

1. Vad säger den första huvudsatsen i termodynamik?
• Energi kan skapas från ingenting.
• Energi kan endast förloras.
• Energi kan omvandlas men inte skapas eller förstöras.
• Energi kan inte skapas eller förstöras, bara omvandlas.
2. Vad är entropi?
• Entropi är ett mått på oordning i ett system.
• Entropi är energi som överförs mellan kroppar.
• Entropi är den totala energin i ett system.
• Entropi är den mängd arbete som utförs.
3. Vilket av följande är ett exempel på den andra huvudsatsen?
• Värme kan överföras från kall till varm kropp.
• En värmemaskin överför värme från en varm källa till en kall källa.
• Ett isolerat system kan aldrig förändras.
• Energi kan bara omvandlas genom arbete.
4. Vad är skillnaden mellan arbete och värme?
• Arbete är alltid negativt, medan värme är positivt.
• Arbete är energiöverföring på grund av krafter; värme på grund av temperaturdifferens.
• Arbete är lika med värme i alla system.
• Båda är typer av energi.
5. Vilka tillämpningar involverar termodynamik?
• Kylskåp, motorer och värmepumpar.
• Kylskåp, datorer och elverk.
• Bara motorer och värmepumpar.
• Endast värmekraftverk.
6. Vad innebär energikvalitet?
• Hur mycket energi ett system innehåller.
• Hur användbar energin är i olika processer.
• Energin i dess mest kompakta form.
• Den totala energimängden i ett system.
7. Vad är syftet med entropi i termodynamik?
• Att öka energin i ett system.
• Att mäta stabiliteten i ett system.
• Att beskriva fördelningen av energi och oordning.
• Att förutsäga väderförändringar.
8. Hur kan man beräkna arbete i ett system?
• Genom att multiplicera kraft med avstånd.
• Genom att addera alla energikällor.
• Genom att dividera energi med tid.
• Genom att subtrahera entropin från energin.
9. Vad kännetecknar ett slutet system?
• Det kan inte utbyta värme med omgivningen.
• Det kan bara utbyta energi, inte massa.
• Det kan både utbyta värme och massa.
• Det är alltid i jämvikt.
10. Vad gör värmepumpen i ett system?
• Tar bort värme för att kyla ner ett rum.
• Överför värme från en kall källa till en varm källa.
• Ökar all energi i ett system.
• Evaluator av entropi i ett system.

Resonerande frågor

Resonerande frågor ger eleverna möjlighet att visa djupare förståelse.

• Förklara hur den första huvudsatsen kan tillämpas i ett praktiskt exempel, såsom en ångmaskin. (Syften är att visa förmåga att koppla teorin till verkliga tillämpningar).
• Diskutera hur den andra huvudsatsen påverkar effektiviteten hos värmekraftverk. (Syftet är att belysa förståelse av entropi och effektivitet).
• Ge exempel på energikvalitet i olika energikällor och dess betydelse för energieffektivitet. (Syftet är att se tillämpning av begrepp i praktiska scenarier).
• Analysera hur termodynamikens principer kan tillämpas för att förbättra klimatkontrollsystem. (Syftet är att bedöma elevernas förmåga att tillämpa och föreslå förbättringar).
• Beskriv skillnaderna i arbetet och värme i en cykel av en värmemaskin. (Syftet är att undersöka samband och skillnader mellan begrepp).
• Resonera kring sambandet mellan entropi och livets processer. (Syftet är att belysa entropins roll i biologiska och kemiska processer).
• Diskutera hur förståelsen av termodynamik kan leda till nya teknologier för energiutvinning. (Syftet är att främja kreativa tankar kring framtida teknologier).
• Koppla termodynamikens lagar till globala energifrågor, såsom klimatförändringar. (Syftet är att få eleverna att tänka kritiskt kring energikonsumtion och dess påverkan).

Bedömning

Faktafrågor bedöms med 1 poäng vardera, totalt 10 poäng.

Resonerande frågor bedöms med 2 poäng vardera, totalt 16 poäng.

För betyg E krävs totalt 8 poäng, för betyg C krävs 12 poäng (minst 3 poäng från resonerande frågor) och för betyg A krävs 18 poäng (minst 5 poäng från resonerande frågor).