Λύσεις της τράπεζας Β΄ λυκείου φυσικής προσανατολισμού Β θέμα 21306

pressure in gasses

Στο σχήμα παρατηρούμε την πίεση δοχείων που περιέχουν από αριστερά προς τα δεξιά τα αέρια ήλιο , άζωτο , οξυγόνο και το αέριο μείγμα τους .

Σας παρουσιάζουμε μία ερώτηση από την δυναμική ενέργεια συστήματος φορτίων και μία ερώτηση από τις θερμικές μηχανές .

Δείτε και αυτό είναι η νέα μας προσπάθεια.

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

ΘΕΜΑ Β

Β1. Στο παρακάτω σχήμα εμφανίζονται τέσσερα ζεύγη σημειακών φορτίων. Το σύμβολο (+) παριστάνει δεδομένη ποσότητα ηλεκτρικού φορτίου.

21306 b thema pros 1

Α. Να επιλέξετε τη σωστή πρόταση.

Για τις ηλεκτρικές δυναμικές ενέργειες των τεσσάρων συστημάτων φορτίων ισχύει:

α. U1 = U3 < U2 = U4 ,              β. U1 < U3 < U2 = U4 ,              γ. U1 = U3 < U2 < U.

Β. Να δικαιολογήσετε την επιλογή σας.

Β2. Ποσότητα ιδανικού μονοατομικού αερίου (Cv = 3∙R / 2) εκτελεί την κυκλική μεταβολή του σχήματος :

21306 b pros 2

Το ποσό θερμότητας που απορροφά το αέριο κατά την ισόθερμη εκτόνωση είναι Q1 = 0,7∙P0∙V0 .

Α. Να επιλέξετε τη σωστή πρόταση.

Ο συντελεστής απόδοσης της θερμικής μηχανής το αέριο της οποίας εκτελεί αυτή την κυκλική μεταβολή είναι:

α. e = 3 / 5 ,                            β. e = 4 / 29 ,                                 γ. e = 5 / 8 .

Β. Να δικαιολογήσετε την επιλογή σας.

Λύση

Β1.

Α.

Σωστή είναι η επιλογή α .

Β.

Η δεδομένη ποσότητα ηλεκτρικού φορτίου είναι q0 . Τα ζεύγη των ηλεκτρικών φορτίων έχουν δυναμική ηλεκτρική ενέργεια που δίνεται από την σχέση :

U1,2 = kc·q1·q2 / r .

Η δυναμική ηλεκτρική ενέργεια του ζεύγους φορτίων (1) :

U1 = kc·q0·q0 / r ⇒ U1 = kc·q0² / r .

Η δυναμική ηλεκτρική ενέργεια του ζεύγους φορτίων (2) :

U2 = kc·2·q0·q0 / r ⇒ U2 = 2·kc·q0² / r .

Η δυναμική ηλεκτρική ενέργεια του ζεύγους φορτίων (3) :

U3 = kc·2·q0·q0 / (2·r) ⇒ U3 = kc·q0² / r .

Η δυναμική ηλεκτρική ενέργεια του ζεύγους φορτίων (4) :

U4 = kc·2·q0·2·q0 / (2·r) ⇒ U4 = 4·kc·q0² / (2·r) ⇒ U4 = 2·kc·q0² / r .

Παρατηρούμε ότι  U1 = U3 < U2 = U4 .

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

Β2.

Α.

Σωστή είναι η επιλογή β .

Β.

Η μεταβολή ΑΒ είναι ισόθερμη εκτόνωση και από το σχήμα ΡΒ = Ρ0 / 2 . Το αέριο απορροφά θερμότητα Q1 = (7 / 10)·Ρ0·V0 .

H μεταβολή ΒΓ είναι ισοβαρής συμπίεση και μεταβολή ΓΑ είναι ισόχωρη θέρμανση .

Ο 1ος θερμοδυναμικός νόμος στην ισόθερμη μεταβολή ΑΒ :

QAB = WAB + ΔUAB ⇒

(Η μεταβολή της εσωτερικής ενέργειας ΔUAB = 0 και )

QAB = WAB + 0 ⇒ WAB = QAB ⇒ WAB = Q1 ⇒ WAB = Q1 ⇒ WAB = (7 / 10)·Ρ0·V0 .

Το έργο στη μεταβολή ισοβαρής μεταβολή ΒΓ :

W = ΡB·(VΓ – VB) ⇒ W = (Ρ0 / 2)·(V– 2·V0) ⇒ W = – (5 / 10)·Ρ0·V0 .

To έργο στην ισόχωρη μεταβολή ΓΑ :

WΓΑ = 0 .

Το συνολικό έργο σε ένα πλήρη κύκλο :

W = WAB + W + WΓΑ ⇒ W = (7 / 10)·Ρ0·V0 – (5 / 10)·Ρ0·V0 + 0 ⇒ W = (2 / 10)·Ρ0·V0 .

1ος θερμοδυναμικός νόμος στη ΓΑ :

QΓΑ = WΓΑ + ΔUΓΑ ⇒

(το έργο στην ΓΑ : WΓΑ = 0)

QΓΑ = 0 + ΔUΓΑ ⇒ QΓΑ = ΔUΓΑ ⇒ QΓΑ = n·Cv·ΔTΓΑ ⇒ QΓΑ = n·(3·R / 2)·(TΑ – TΓ) ⇒ QΓΑ = (3 / 2)·(n·R·TΑ – n·R·TΓ) ⇒ QΓΑ = (3 / 2)·(ΡΑ·VΑ – ΡΓ·VΓ) ⇒ QΓΑ = (3 / 2)·(Ρ0·V0 – (Ρ/ 2)·V0) ⇒ QΓΑ = (3 / 4)·Ρ0·V0 .

Η θερμότητα Qh της θερμής δεξαμενής , η θερμότητα που απορροφά η μηχανή σε ένα κύκλο είναι :

Qh = QΓΑ + QΑΒ ⇒ Qh = QΓΑ + Q1 ⇒ Qh = (3 / 4)·Ρ0·V0 + (7 / 10)·Ρ0·V0 ⇒ Qh = (29 / 20)·Ρ0·V0 .

Ο συντελεστής απόδοσης της θερμικής μηχανής είναι :

e = W / Qh ⇒ e = ((2 / 10)·Ρ0·V0) / ((29 / 20)·Ρ0·V0) ⇒ e = 4 / 29 .

Προτείνουμε η ερώτηση να δοθεί στους μαθητές σαν εργασία για το σπίτι και στη συνέχεια να συζητηθεί στη 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 21306

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