Λύσεις της τράπεζας Β΄ λυκείου φυσικής προσανατολισμού Β΄ θέμα 21351

machine close up

Οι μηχανές και η βιομηχανική επανάσταση, μια ακόμα προσφορά της φυσικής στη κοινωνία.

Σας παρουσιάζουμε μία ερώτηση από την μηχανή του Carnot και μία ερώτηση από την κάθετη είσοδο σωματιδίου μέσα σε ομογενές ηλεκτρικό πεδίο .

Δείτε και αυτό είναι η νέα μας προσπάθεια.

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

ΘΕΜΑ Β

Β1. Δύο μηχανές Carnot, Α και Β, έχουν την ίδια ψυχρή δεξαμενή, θερμοκρασίας Tc και διαφορετικές θερμές δεξαμενές, με θερμοκρασίες Th(Α) και Τh(Β) αντίστοιχα, για τις οποίες ισχύει ότι  Th(Α) > Τh(Β) .

Α. Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση.

Αν οι δύο μηχανές απορροφούν ίσα ποσά θερμότητας ανά κύκλο λειτουργίας Qh από την θερμή τους δεξαμενή, τότε ανά κύκλο λειτουργίας για τα παραγόμενα έργα τους ισχύει:

α. Wολ,(Α) = Wολ,(Β) ,                     β. Wολ,(Α) < Wολ,(Β) ,                     γ. Wολ,(Α) > Wολ,(Β) .

Β. Να αιτιολογήσετε την επιλογή σας.

Β2. Ένα φορτισμένο σωματίδιο μάζας m εισέρχεται τη χρονική στιγμή t = 0 και με ταχύτητα υ, κάθετη στις δυναμικές γραμμές ομογενούς ηλεκτρικού πεδίου. Μετά από χρόνο t, και ενώ ακόμη κινείται στο ίδιο πεδίο, η ταχύτητά του σχηματίζει με την αρχική κατεύθυνση κίνησης γωνία 60°.

Α. Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση.

Σε αυτό το χρονικό διάστημα (από 0 μέχρι t), η κινητική ενέργεια του σωματιδίου αυξήθηκε κατά:

α. ½·m·υ0² ,                                      β. 2·m·υ0² ,                                           γ. (3 / 2)·m·υ0² .

Β. Να αιτιολογήσετε την επιλογή σας.

Λύση

Β1.

Α.

Σωστή είναι η επιλογή γ .

Β.

Για την μηχανή Carnot και για τον συντελεστή απόδοσης της ισχύουν οι σχέσεις :

e = 1 – (Tc / Th) … (I)

επίσης o ορισμός : e = W / Q⇒ W = e·Q… (II) .

Για τις δύο θερμικές μηχανές έχουμε :

Tc(Α) = Tc(Β) = Tc και  Qh(Α) = Qh(Β) = Qh και επίσης Th(Α) > Th(Β) .

Από την σχέση (ΙΙ) έχουμε :

Wολ(Α) = eA·Qh … (III) .

Wολ(Β) = eΒ·Qh … (IV) .

Διαιρούμε κατά μέλη τις (ΙΙΙ) και (ΙV) :

(ΙΙΙ) / (ΙV) : Wολ(Α) / Wολ(Β) = eA·Qh / eΒ·Qh ⇒ Wολ(Α) / Wολ(Β) = eA / eΒ … (V) , επομένως πρέπει να βρούμε την σχέση μεταξύ των eκαι eΒ .

Th(Α) > Th(Β) ⇒ Tc / Th(Α) < Tc / Th(Β) ⇒ – Tc / Th(Α) > – Tc / Th(Β) ⇒ 1 – (Tc / Th(Α)) > 1 – (Tc / Th(Β)) ⇒ e> eΒ ⇒ e/ eΒ > 1… (VI) .

H σχέση (V) με την βοήθεια της σχέσης (VI) γίνεται :

Wολ(Α) / Wολ(Β) > 1 ⇒  Wολ(Α) > Wολ(Β) .

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

Β2.

Α.

Σωστή είναι η επιλογή γ .

Β.

21315 b thema_1

Στη θέση Γ μεταξύ της κατεύθυνσης της ταχύτητας υ και της αρχικής υ0 ισχύει η σχέση :

συν θ = υ0 / υ ⇒ υ = υ0 / συν 60° ⇒ υ = υ0 / ½ ⇒ υ = 2·υ0 .

Η αύξηση της κινητικής ενέργειας είναι :

ΔΚ = Κτελ – Καρχ ⇒ ΔΚ = ΚΓ – ΚΑ ⇒ ΔΚ = ½·m·υ² – ½·m·υ0² ⇒ ΔΚ = ½·m·(2·υ0)² – ½·m·υ0² ⇒ ΔΚ = 4·½·m·υ0² – ½·m·υ0² ⇒ ΔΚ = 3·½·m·υ0² ⇒  ΔΚ = (3 / 2)·m·υ0² .

Προτείνουμε η ερώτηση να δοθεί στους μαθητές σαν εργασία για το σπίτι .

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 21351

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