Λύσεις της τράπεζας Β΄ λυκείου φυσικής προσανατολισμού Β΄ θέμα 21341

red cells

Tα ερυθρά αιμοσφαίρια μια απεικόνιση με την βοήθεια μικροσκοπίου.

Σας παρουσιάζουμε μία ερώτηση από νόμους των αερίων και μία ερώτηση από την κίνηση ηλεκτρικών φορτίων σε πεδίο Coulomb.

Επιστρέψτε στη σελίδα που έχει όλα τα Β θέματα της φυσικής προσανατολισμού.

ΘΕΜΑ Β

B1. Ορισμένη ποσότητα ιδανικού αερίου εκτελεί την αντιστρεπτή μεταβολή Α → Β. Στο διάγραμμα παριστάνεται η μεταβολή της πυκνότητας d του αερίου σε συνάρτηση με την πίεση του.

21341 B thema

Α. Να επιλέξετε τη σωστή πρόταση.

Κατά τη διάρκεια της αντιστρεπτής μεταβολής  Α → Β  η μέση κινητική ενέργεια των μορίων του αερίου:

α. αυξάνεται,                            β. μειώνεται,                              γ. παραμένει σταθερή.

Β. Να δικαιολογήσετε την επιλογή σας.

Β2. Δύο σωματίδια Σ1 και Σ2 με μάζες m1 και m2 και θετικά φορτία q1 και q2 αντίστοιχα συγκρατούνται ακίνητα πάνω σε λείο οριζόντιο μονωτικό δάπεδο, σε τέτοιες θέσεις ώστε η μεταξύ τους απόσταση να είναι r . Αν τα σωματίδια αφεθούν ταυτόχρονα ελεύθερα αποκτούν ταχύτητες μέτρου υ= 4·10-2 m / s  και υ2 = 2·10-2 m / s  αντίστοιχα όταν η μεταξύ τους απόσταση έχει γίνει 4·r .

Α. Να επιλέξετε τη σωστή πρόταση.

Ο λόγος των κινητικών ενεργειών των δυο σωματιδίων, όταν βρίσκονται σε απόσταση 4·r θα είναι ίσος με:

α. Κ/ Κ= 1 / 2   ,                      β. Κ/ Κ= 2    ,                           γ. Κ/ Κ= 1  .

Β. Να δικαιολογήσετε την επιλογή σας.

Λύση

B1.

Α.

Σωστή η επιλογή α.

Β.

1ος τρόπος

Κατά την μεταβολή ΑΒ η πυκνότητα παραμένει σταθερή, d = m / V , άρα αφού η μάζα του αερίου παραμένει σταθερή, τότε ο όγκος του αερίου δεν μεταβάλλεται. Η μεταβολή είναι ισόχωρη αντιστρεπτή.

ΡΑ / ΤΑ = ΡΒ / ΤΒ ⇒ ΡΒ / ΡΑ = ΤΒ / ΤΑ 

ισχύει ΡΒ > ΡΑ ⇒ ΡΒ / ΡΑ > 1 άρα  ΤΒ / ΤΑ  > 1 ⇒ ΤΒ > ΤΑ  .

Η μέση κινητική ενέργεια των μορίων στις καταστάσεις Α και Β είναι :

Κμεσ,Α = (3 / 2)·k·TΑ  και Κμεσ,Β = (3 / 2)·k·TΒ  ,  ισχύει :

Κμεσ,Α <  Κμεσ,Β  (γιατί  ΤΒ > ΤΑ ).

2ος τρόπος (Μαρίνος Ηλιόπουλος)

Ισχύει η σχέση για την πίεση (μακροσκοπικό μέγεθος) σε σχέση με την μέση τιμή του τετραγώνου της ταχύτητας (μικροσκοπικό μέγεθος). Η πυκνότητα δίνεται d = mολ / V, και mολ = Ν·m  άρα  Ρ = (1 / 3)·d·υεν² …(Ι)

Η μέση κινητική ενέργεια Κμεσ = ½·m·υεν² ⇒ υεν² = 2·Κμεσ / m …(II),

η (I) από την (ΙΙ) γίνεται Ρ = (1 / 3)·d·(2·Κμεσ / m) ⇒ P = (2 / 3)·(d / m)·Κμεσ  ,

επειδή η πυκνότητα d και η μάζα m είναι σταθερές ποσότητες, η πίεση Ρ και η μέση κινητική ενέργεια Κμεσ  είναι ποσά ανάλογα. Όταν αυξάνεται η πίεση Ρ , αυξάνεται και η μέση κινητική ενέργεια των μορίων του ιδανικού αερίου.

Προτείνουμε η ερώτηση να λυθεί στη τάξη από τον καθηγητή.

Β2.

Α.

Σωστή επιλογή είναι η β.

Β.

Τα σωματίδια Σκαι Σόταν αφήνονται ελεύθερα, σε απόσταση r μεταξύ τους απωθούνται και κινούνται πάνω σε λείο μονωτικό υλικό.

21341 B thema_1

Αρχή διατήρησης της ορμής :

(διανυσματική σχέση που ισχύει στο μονωμένο σύστημα των σωματιδίων)

Ρολ,αρχ = Ρολ,τελ ⇒ Ρ+ Ρ= Ρ1΄ + Ρ2΄ ⇒ 0 + 0 = m1·υ– m2·υ⇒ m1·υ= m2·υ

/ υ2 = 4·10-2 / 2·10-2 ⇒ υ/ υ2 = 2 ⇒ υ= 2·υ2)

m1·(2·υ2) = m2·υ⇒ m= 2·m1  .

Ο λόγος των κινητικών ενεργειών των δυο σωματιδίων :

Κ/ Κ= (½·m1·υ1²) / (½·m2·υ2²) ⇒ Κ/ Κ= m1·υ1² / (m2·υ2²) ⇒ Κ/ Κ= m1·(2·υ2)² / (2·m1·υ2²) ⇒ Κ/ Κ= 2 .

Προτείνουμε η ερώτηση να δοθεί στους μαθητές σαν εργασία για το σπίτι και στη συνέχεια να συζητηθεί στην τάξη.

Επιστρέψτε στη σελίδα που έχει όλα τα Β θέματα της φυσικής προσανατολισμού.

Advertisements

One thought on “Λύσεις της τράπεζας Β΄ λυκείου φυσικής προσανατολισμού Β΄ θέμα 21341

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Google+

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google+. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Σύνδεση με %s