Λύσεις της τράπεζας Β΄ λυκείου φυσικής προσανατολισμού Β θέμα 21281

water drop collision

Ακόμα και μια απλή σταγόνα νερού, μας δίνει την ομορφιά της φύσης.

Σας παρουσιάζουμε μία ερώτηση από την κίνηση φορτισμένου σωματίου σε πεδίο Coulomb και μία ερώτηση από τις μηχανές Carnot .

Προτείνουμε να διαβάσετε την μελέτη.

Δείτε και αυτό είναι η νέα μας προσπάθεια (με ανανεωμένο εβδομαδιαίο πρόγραμμα)

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

ΘΕΜΑ Β

Β1. Σημειακό ηλεκτρικό φορτίο q = 2 μC όταν βρίσκεται σε ένα σημείο ηλεκτροστατικού πεδίου που έχει δυναμικό V = – 2∙104 V έχει κινητική ενέργεια K. Το σημειακό ηλεκτρικό φορτίο φτάνει σε άπειρη απόσταση έχοντας κινητική ενέργεια 0,07 J.

Α. Να επιλέξετε τη σωστή πρόταση.

Για την κινητική ενέργεια K ισχύει:

α. K = 0,11 J ,                           β. K = 0,28 J ,                               γ. K = 0,03 J .

Β. Να αιτιολογήσετε την επιλογή σας.

Β2. Πρόκειται να χρησιμοποιήσουμε μια μηχανή Carnot σε ακραίες συνθήκες περιβάλλοντος, κατά τις οποίες η απόλυτη θερμοκρασία της ψυχρής δεξαμενής είναι μειωμένη κατά 10% σε σχέση με τη θερμοκρασία της ψυχρής δεξαμενής όταν η μηχανή λειτουργεί υπό συνήθεις συνθήκες περιβάλλοντος.

Α. Να επιλέξετε τη σωστή πρόταση.

Για να διατηρήσουμε σταθερή την απόδοση της μηχανής θα πρέπει η θερμοκρασία της θερμής δεξαμενής να μειωθεί κατά:

α. 10% ,                                     β. 20% ,                                           γ. 15% .

Β. Να αιτιολογήσετε την επιλογή σας.

Λύση

Β1.

Α.

Σωστή είναι η επιλογή α .

Β.

Το Q φορτίο πηγή του πεδίου Coulomb και q το φορτίο υπόθεμα, το φορτίο που μετακινείται μέσα στο πεδίο Coulomb, όταν μεταξύ των Q , q ασκείται η δύναμη Coulomb)

Αρχή διατήρησης της μηχανικής ενέργειας :

(άλλη έκφραση της αρχής διατήρησης της ενέργειας, που ισχύει στο σύστημα φορτίων Q  την πηγή του πεδίου Coulomb και q το υπόθεμα, το φορτίο που μετακινείται μέσα στο πεδίο από την αρχική θέση στη τελική θέση (στο άπειρο), στο σύστημα δρα μόνο η δύναμη Coulomb, μια διατηρητική δύναμη)

Εαρχ = Ετελ ⇒ Καρχ + Uαρχ = Κτελ + Uτελ ⇒ Κ + UQ , q = K + U∞ 

(Η δυναμική ηλεκτρική ενέργεια ορίζεται μηδέν στο άπειρο U∞ = 0 , στην περιοχή εκτός του πεδίου, όπου η επίδραση της δύναμης Coulomb είναι αμελητέα, ουσιαστικά ανύπαρκτη.

Η φυσική προσδιορίζει ότι τα μαθηματικά και η φιλοσοφία ορίζουν θεωρητικά, την έννοια του απείρου.)

Κ + q·V = K + 0 ⇒ K = K – q·V ⇒ K = 7∙10-2 – 2∙10-6·(- 2∙104) ⇒ K = 0,07 + 0,04 ⇒ K = 0,11 J .

Κατά την μετακίνηση του φορτίου από την αρχική θέση στο άπειρο, μειώνεται η κινητική του ενέργεια και αυξάνεται ισόποσα η δυναμική του ενέργεια.

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

Β2.

Α.

Σωστή είναι η επιλογή α .

Β.

Αν μειωθεί κατά 10% η θερμοκρασία Τc της ψυχρής δεξαμενής θερμότητας Qc τότε θα μειωθεί κατά α% η θερμοκρασία της θερμής δεξαμενής θερμότητας Qh , έτσι ώστε να μην μεταβληθεί η τιμή του συντελεστή απόδοσης .

O συντελεστής απόδοσης της μηχανής Carnot στις συνηθισμένες θερμοκρασίες του περιβάλλοντος :

ec = 1 – (Τc / Th) .

O συντελεστής απόδοσης της μηχανής Carnot στις ακραίες θερμοκρασίες του περιβάλλοντος :

ec΄ = 1 – (Τc΄ / Th΄) .

όπου Τc΄ = Τc – (10 / 100)·Τc ⇒ Τc΄ = Τc·(1 – 0,1)

και Τh΄ = Τh – (α / 100)·Τh) ⇒ Τh΄ = Τh·(1 – (α / 100)) .

Άρα :

ec΄ = 1 – (Τc΄ / Th΄) ⇒ ec΄ = 1 – (Τc·(1 – 0,1) / (Τh·(1 – (α / 100))) .

Ισχύει :

ec = ec΄ ⇒ ec = 1 – (Τc / Th) = 1 – (Τc·(1 – 0,1) / (Τh·(1 – (α / 100))) .

άρα πρέπει : (1 – 0,1) = (1 – (α / 100)) ⇒ 1 – (α / 100) = 0,9 ⇒ 100 – α = 90 ⇒ α = 100 – 90 ⇒ α = 10% , αυτή θα είναι η μείωση της θερμοκρασίας Τh της θερμής δεξαμενής θερμότητας Qh .

Ο εξαίρετος συνάδελφος Παπαδάκης Παντελεήμων μας προτείνει (τον ευχαριστούμε):

Lisi Papadaki Panteleimon

Θα ήθελα να τονίσω ότι η λύση αυτή (της μιας πνοής) που λέει και ο αγαπητός Παντελής είναι καλύτερη από πολλές απόψεις και ότι το μεράκι και η πείρα του μάστορα – καθηγητή όπως του Παντελή δεν κρύβεται. Ο Παντελής ανήκει στην στενή ομάδα του υλικού και είναι ένας από τους πολλούς και έμπειρους συναδέλφους που με διδάσκει, με τον τρόπο του, το ύφος της γραφής του, την φυσική του αντίληψη αλλά κυρίως την αγάπη του για την φυσική και την διδασκαλία.

Το επίπεδο των καθηγητών φυσικής στην Ελλάδα είναι υψηλό.

Προτείνουμε η ερώτηση αυτή να δειχθεί – διδαχθεί στη τάξη από τον καθηγητή κατά προτιμήσει με τον τρόπο του συνάδελφου Παπαδάκη Παντελεήμων .

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

Advertisements

2 thoughts on “Λύσεις της τράπεζας Β΄ λυκείου φυσικής προσανατολισμού Β θέμα 21281

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