Fysica van fluïda

Algemene informatie

Dit vak wordt gedoceerd door professor M. Wübbenhorst.

Informatie over het examen

Het examen bestaat uit véél vragen. Ik heb ze niet precies geteld, maar het waren er ongeveer 3 per hoofdstuk. De vragen zijn dan wel redelijk oppervlakkig en er wordt zeker niet gevraagd achter afleidingen van formules. De prof vind het wel belangrijk dat je grafieken uit de cursus kunt herkennen (wat ze betekenen) en ook zelf kunt tekenen. Zelfs amper over formules in het algemeen. Zorg dat je nog een tijdschriftje meepakt of er snel bijbent, want de prof neemt bijna een half uur per student...

De afgelopen examens

15 juni 2009

Identiek aan het examen van 11 juni 2009.

11 juni 2009

1. Intermoleculaire krachten

• Beschrijf de oorsprong en karakteristieke eigenschappen van dispersiekrachten.
• Wat zijn elektrostatische dubbellaag krachten? Geef 3 parameters die de sterkte en de vorm van de plaatsafhankelijkheid bepalen.

2. Glasovergangen

• Schets de typische temperatuursafhankelijkheid van de dichtheid van een glasvormende vloeistof $\rho (x)$ voor twee verschillende afkoelsnelheden.
• Leg in grote lijnen de vrije volume theorie uit. Laat zien door welke aannames te maken, we de VFT vergeljking kunnen bekomen.

3. Faseovergangen

• Schets een typisch fasediagram van liquid-liquid demixing (interactieparameter vs. compositie).
• Leg de termen stabiel, metastabiel en onstabiel vloeistof mengsel uit in termen van de vrije energie.
• Interpreteer naaststand figuur [Fig. 3.10 uit handboek Jones, red.], die de tijdsafhankelijkheid van lichtverstrooi-curven $I(q,t)$ tijdens spinodale decompositie weergeeft.

4. Polymeren

• Geef de drie concentratie regimes van een polymeeroplossing en de bijhorende segmentconcentratie-profilen $\rho (x)$.
• Wat is een theta-oplossing?
• Welke experimentele methoden lenen zich voor de bepaling van de glasovergangstemperatuur van een amorf polymeer? Noem drie technieken.

5. Vloeibare kristallen

• Geef drie types vloeibaarkristalline fasen en sorteer hun in de volgorde van lage naar hogere orde.
• Schets de Gibbs vrije energie $G$ en de nematische ordeparameter S als functie van de temperatuur omtrent de faseovergangstemperatuur.

9 juni 2009

1. Intermoleculaire krachten

• Beschrijf de oorsprong en karakteristieke eigenschappen van dispersiekrachten.
• Welke rol spelen Van der Waals-krachten bij dewetting van dunne vloeistoffilmen?

2. Glasovergangen

• Schets de typische temperatuursafhankelijkheid van de dichtheid van een glasvormende vloeistof $\rho (x)$ voor twee verschillende afkoelsnelheden.
• Leg in grote lijnen de Adams-Gibbs theorie voor de glasovergang uit en laat zien op basis van welke aannames de Vogel-Fulcher-Tammann vergelijking $\tau (T)$ kan worden afgeleid.

3. Faseovergangen

• Schets een typisch fasediagram van liquid-liquid demixing (interactieparameter vs. compositie).
• Leg de termen stabiel, metastabiel en onstabiel vloeistof mengsel uit in termen van de vrije energie.
• Interpreteer naaststand figuur [Fig. 3.10 uit handboek Jones, red.], die de tijdsafhankelijkheid van lichtverstrooi-curven $I(q,t)$ tijdens spinodale decompositie weergeeft.

4. Polymeren

• Geef de drie concentratie regimes van een polymeeroplossing en de bijhorende segmentconcentratie-profilen $\rho (x)$.
• Wat zijn excluded volume interacties?
• Welke experimentele methoden lenen zich voor de bepaling van de kristalliniteit van een semikristallijn polymeer? Noem drie technieken.

5. Vloeibare kristallen

• Geef drie types vloeibaarkristalline fasen en sorteer hun in de volgorde van lage naar hogere orde.
• Schets de Gibbs vrije energie $G$ als functie van de nematische order parameter voor drie verschillende temperaturen: $T=T_{NI}$, $T<<T_{NI}$ en $T>T_{NI}$.

9 juni 2008

Deel 1 Interatomaire krachten

Geef de drie VdW-krachten en vergelijk deze met betrekking tot

- hun afstandswet ~U(r)

- de af/aanwezig van een dipoolmoment

- Geef aan hoe de VdW-krachten invloed hebben op dewetting.

Deel 2 Glasovergangen

- Schets een typische grafiek met de specifieke warmte in functie van de temperatuur voor twee verschillende koelrates

- Wat is fysische veroudering?

- Leg kort de theorie van het vrije volume uit

Deel 3 Faseovergangen

- Schets de vrije energie in functie van de concentratie (verschillende interactieparameters)

- Leg binodale en spinodale ontmenging uit

- Verklaar waarom er bij spinodale ontmenging een voorkeursgolflengte is voor de ontmenging

Deel 4 Polymeren

- Geef de drie concentratieregimes van polymeeroplossingen en geef ook de dichtheid in functie van x

- Leg de term excluded volume uit

- Geef drie experimentele technieken om de kristallisatiegraad in semi-kristallijne polymeren te bepalen

Deel 5 Vloeibare kristallen

- Geef drie fases van vloeibare kristallen en rankschik ze van kleine naar grote orde

- Schets de temperatuursafhankelijkheid van de nematische orde paramater

18 juni 2007 voor-en namiddag

De prof gaf geen toestemming om ons papierke mee te pakken voorzover ik mij herinner.

19 juni 2006 voor-en namiddag

1. Bespreek de bijdrage van dispersiekrachten tot de intermoleculaire langeafstandskrachten.

2. Verduidelijk hoe men op experimentele basis informatie kan bekomen over de radiale distributiefunctie.

3. Verduidelijk in enkele zinnen:

• universaliteit
• overeenstemmende toestanden
• Lennard-Jones potentiaal
• schaalwetten

4. Laat zien hoe de tweede viriaalcoëfficiënt in verband staat met de intermoleculaire interactiepotentiaal en geef een afleiding voor een hardebollenpotentiaal.