Λύσεις της τράπεζας Β΄ λυκείου φυσικής προσανατολισμού Β θέμα 21295

airplane in clouds

Tα αεροπλάνα , καθημερινό και συνηθισμένο θέαμα για όλους μας. Ένα επίτευγμα που φυσικά εξηγεί η φυσική .

Σας παρουσιάζουμε μία ερώτηση από τους πυκνωτές και μία ερώτηση από τις μηχανές Carnot .

Δείτε και αυτό είναι η νέα μας προσπάθεια.

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

ΘΕΜΑ Β

Β1. Ένας επίπεδος πυκνωτής έχει χωρητικότητα C . Συνδέουμε τον πυκνωτή με ηλεκτρική πηγή τάσης V , οπότε αυτός φορτίζεται με ηλεκτρικό φορτίο Q . Η απόσταση ανάμεσα στους οπλισμούς του πυκνωτή είναι d .

Α. Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση.

Διατηρώντας τον επίπεδο πυκνωτή συνδεδεμένο με την ηλεκτρική πηγή τάσης V , πλησιάζουμε τους οπλισμούς του, έτσι ώστε η μεταξύ τους απόσταση να υποτριπλασιαστεί.

Τότε για το ηλεκτρικό φορτίο Q΄ που θα έχει ο πυκνωτής, ισχύει:

α. Q΄ = Q ,                               β. Q΄ = Q / 3 ,                                   γ. Q΄ = 3∙Q .

Β. Να αιτιολογήσετε την επιλογή σας.

Β2. Δύο μηχανές Carnot (1) και (2) έχουν αντίστοιχα συντελεστές απόδοσης ec1 και eC2 . Για τη μηχανή (1) η θερμοκρασία της ψυχρής δεξαμενής θερμότητας είναι Tc1 και η θερμοκρασία της θερμής δεξαμενής θερμότητας είναι Th1 . Για τη μηχανή (2) η θερμοκρασία της ψυχρής δεξαμενής θερμότητας είναι Tc2 και η θερμοκρασία της θερμής δεξαμενής θερμότητας είναι Th2 .

Α. Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση.

Έστω ότι οι θερμοκρασίες των δεξαμενών θερμότητας των δύο παραπάνω μηχανών Carnot συνδέονται με τις σχέσεις Tc2 = Tc1 και Th2 = 2∙Th1 . Τότε η σχέση που συνδέει τους συντελεστές απόδοσης e και e των δύο μηχανών είναι η:

α. ec2 = (1 + ec1) / 2 ,             β. ec1 = (1 + ec2) / 2 ,                γ. ec2 = (1 – ec1) / 2 .

Β. Να αιτιολογήσετε την επιλογή σας.

Λύση

Β1.

Α.

Σωστή είναι η επιλογή γ .

Β.

Ο πυκνωτής είναι συνδεδεμένος με την πηγή τάσης V, άρα η τάση στα άκρα του παραμένει σταθερή και μετά τον υποτριπλασιασμό (d΄ = d / 3) της απόστασης μεταξύ των οπλισμών του.

Πριν την μετακίνηση των οπλισμών του πυκνωτή έχουμε :

Η χωρητικότητα : C = Q / V ⇒ Q = C·V

και η εξάρτηση της χωρητικότητας από τα γεωμετρικά στοιχεία : C = ε0·(A / d) .

Μετά τον υποτριπλασιασμό της απόστασης :

H εξάρτηση από τα γεωμετρικά στοιχεία : C΄ = ε0·(A / d΄) ⇒ C΄ = ε0·(A / (d / 3)) ⇒ C΄ = 3·ε0·(A / d) ⇒ C΄ = 3·C .

Η χωρητικότητα : C΄ = Q΄ / V ⇒ Q΄ = C΄·V ⇒ Q΄ = 3·C·V ⇒ Q΄ = 3·Q .

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

Β2.

A.

Σωστή είναι η επιλογή α .

Β.

Ο συντελεστής απόδοσης της πρώτης θερμικής μηχανής :

ec1 = 1 – (Tc1 / Th1) ⇒ (Tc1 / Th1) = 1 – ec1 … (I) .

Ο συντελεστής απόδοσης της δεύτερης θερμικής μηχανής :

ec2 = 1 – (Tc2 / Th2) ⇒ (Tc2 / Th2) = 1 – ec2 … (IΙ) .

Διαιρούμε κατά μέλη τις (Ι) και (ΙΙ) :

(Ι) / (ΙΙ) ⇒  (Tc1 / Th1) / (Tc2 / Th2) = (1 – ec1) / (1 – ec2) ⇒

(ισχύει Tc1 = Tc2)

Th2 / Th1 = (1 – ec1) / (1 – ec2) ⇒

(ισχύει Th2 = 2·Th1)

2 = (1 – ec1) / (1 – ec2) ⇒ 2 – 2·ec2 = 1 – ec1 ⇒ 2·ec2 = 2 – 1 + ec1 ⇒ ec2 = (1 + ec1) / 2 .

Προτείνουμε η ερώτηση να λυθεί – αναλυθεί 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 21295

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