Λύσεις της τράπεζας Β΄ λυκείου φυσικής προσανατολισμού Β΄ θέμα 21345

Το αεροσκάφος Ραφαήλ εκφράζει την ποιότητα των ερωτήσεων και των ασκήσεων που μας έδωσαν οι φυσικοί καθηγητές από όλη την χώρα. Τους ευχαριστούμε.

Σας παρουσιάζουμε μία ερώτηση από τον 1° θερμοδυναμικό νόμο και μία ερώτηση από την κίνηση ηλεκτρικού φορτίου παράλληλα στις δυναμικές γραμμές ενός ομογενούς ηλεκτρικού πεδίου.

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

ΘΕΜΑ Β

Β1. Ιδανικό αέριο, βρίσκεται σε κατάσταση θερμοδυναμικής ισορροπίας Α και έχει θερμοκρασία ΤΑ . Το αέριο εκτονώνεται αδιαβατικά μέχρι τη κατάσταση Β παράγοντας έργο W = 500 J. Στη συνέχεια θερμαίνεται ισόχωρα μέχρι τη κατάσταση Γ απορροφώντας θερμότητα Q = 500 J και αποκτά θερμοκρασία Τ .

Α. Να επιλέξετε τη σωστή πρόταση.

Για την αρχική θερμοκρασία ΤΑ και την τελική ΤΓ θα ισχύει:

α. ΤΑ > ΤΓ ,                            β. ΤΑ < ΤΓ ,                               γ. ΤΑ = ΤΓ .

Β. Να αιτιολογήσετε την επιλογή σας .

Β2. Ηλεκτρόνιο εισέρχεται τη χρονική στιγμή t0 = 0 s , ομόρροπα στις δυναμικές γραμμές, σε ομογενές ηλεκτρικό πεδίο, έντασης Ε , με ταχύτητα μέτρου υ0 . Η ταχύτητα του ηλεκτρονίου μηδενίζεται τη χρονική στιγμή t. Η μόνη δύναμη που δέχεται το ηλεκτρόνιο είναι αυτή από το ηλεκτρικό πεδίο.

Α. Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση.

Αν η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου διπλασιαστεί η ταχύτητα του ηλεκτρονίου μηδενίζεται τη χρονική στιγμή t΄ για την οποία θα ισχύει :

α. t΄ = t / 2 ,                         β. t΄ = 2∙t ,                            γ. t΄ = t .

Β. Να δικαιολογήσετε την επιλογή σας.

Λύση

Β1.

Α.

Σωστή επιλογή είναι η γ .

Β.

Η μεταβολή ΑΒ είναι αδιαβατική εκτόνωση και έχουμε παραγωγή έργου WΑB = 500 joule .

H μεταβολή ΒΓ είναι ισόχωρη θέρμανση και έχουμε απορρόφηση θερμότητας Q = 500 joule .

1ος θερμοδυναμικός νόμος στην αδιαβατική εκτόνωση ΑΒ του ιδανικού αερίου :

QΑΒ = WAB + ΔUAB ⇒ 0 = WAB + ΔUAB ⇒ ΔUAB = – WAB ⇒ ΔUAB = – 500 joule … (I) .

1ος θερμοδυναμικός νόμος στην ισόχωρη θέρμανση ΒΓ του ιδανικού αερίου :

QΒΓ = W + ΔU ⇒ QΒΓ = 0 + ΔU ⇒ ΔU = QΒΓ ⇒ ΔU = 500 joule … (II) .

Προσθέτουμε κατά μέλη τις σχέσεις (Ι) και (ΙΙ) :

ΔUAB + ΔU = – 500 + 500 ⇒ ΔUAB + ΔU = 0 ⇒ n·Cv·ΔΤAB + n·Cv·ΔΤBΓ = 0 ⇒ n·Cv·(Τ– ΤΑ) + n·Cv·(ΤΓ – ΤB) = 0 ⇒ n·Cv·((Τ– ΤΑ) + (ΤΓ – ΤB)) = 0 ⇒

(το γινόμενο n·C≠ 0)

– ΤΑ) = – (ΤΓ – ΤB) ⇒ Τ– ΤΑ = Τ– ΤΓ ⇒ ΤΓ = ΤΑ .

Προτείνουμε η ερώτηση να λυθεί – απαντηθεί στη τάξη από τον καθηγητή.

Β2.

Α.

Σωστή επιλογή είναι η α .

Β.

Το ηλεκτρόνιο βάλλεται με ταχύτητα υ0 ομόρροπα με τις δυναμικές γραμμές του ομογενούς ηλεκτρικού πεδίου έντασης Ε. Το ηλεκτρόνιο εκτελεί ευθύγραμμη ομαλά επιβραδυνόμενη κίνηση και σταματά στιγμιαία μετά από χρόνο t .

H εξίσωση της ταχύτητας :

υ = υ0 – α·t ⇒ 0 = υ0 – α·t ⇒ t = υ0 / α … (I) .

2ος Newton :

ΣF = m·α ⇒ Fc = m·α ⇒ α = Fc / m ⇒

(ορισμός της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου : Ε = Fc / │e│ ⇒ Fc = │e│·E)

⇒ α = │e│·E / m … (II) .

Από την (Ι) με την βοήθεια της (ΙΙ) , έχουμε :

t = υ0 / α ⇒ t = υ0 / (│e│·E / m) ⇒ t = υ0·m / (│e│·E) … (III) .

Όταν η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου γίνει Ε΄ = 2·Ε , ο χρόνος μηδενισμού της ταχύτητας είναι t΄ :

t΄ = υ0·m / (│e│·E΄) ⇒ t΄ = υ0·m / (│e│·2·E) ⇒ t΄ = t / 2 .

Προτείνουμε η ερώτηση να λυθεί – απαντηθεί στη τάξη από τον καθηγητή.

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 21345

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