Λύσεις της τράπεζας Β΄ λυκείου φυσικής προσανατολισμού Β θέμα 21277

explosion in anime

Η έκρηξη σε ψηφιακή απεικόνιση .

Σας παρουσιάζουμε μία ερώτηση από την θερμότητα των αερίων και μία ερώτηση από τους πυκνωτές .

To NEO σύστημα εισαγωγής στην τριτοβάθμια εκπαίδευση

Δείτε την άσκηση αυτή.

Δείτε επίσης την άσκηση αυτή.

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. Ορισμένη ποσότητα ιδανικού αερίου με Cv = (3 / 2)∙R μπορεί να υποστεί τις εξής μεταβολές : Είτε αντιστρεπτή ισοβαρή θέρμανση, είτε αντιστρεπτή ισόχωρη θέρμανση μέχρι να διπλασιαστεί η θερμοκρασία του σε κάθε μία από τις δύο περιπτώσεις. Α. Να επιλέξετε τη σωστή πρόταση. Αν η θερμότητα που ανταλλάσσεται μεταξύ αερίου και περιβάλλοντος κατά την αντιστρεπτή ισοβαρή θέρμανση είναι 500 J, τότε η θερμότητα που ανταλλάσσεται κατά την αντιστρεπτή ισόχωρη θέρμανση είναι:

α. 300 J ,                                 β. 500 J ,                                      γ. 200 J .

Β. Να αιτιολογήσετε την επιλογή σας.

Β2. Διαθέτουμε δύο όμοιους επίπεδους πυκνωτές, (1) και (2), συνδεδεμένους με πηγές ίδιας τάσης V . Αποσυνδέουμε τον πυκνωτή (1) από την πηγή, ενώ διατηρούμε τον πυκνωτή (2) συνδεδεμένο με τη δική του πηγή.

Α. Να επιλέξετε τη σωστή πρόταση.

Αν διπλασιάσουμε την απόσταση των οπλισμών και των δύο πυκνωτών, τότε για το πηλίκο των μεταβολών των ενεργειών των δύο πυκνωτών ισχύει:

α. ΔU1 / ΔU2 = 1 ,                 β. ΔU1 / ΔU2 = – 1 ,                 γ. ΔU1 / ΔU2 = – 2 .

Β. Να αιτιολογήσετε την επιλογή σας.

Λύση

Β1.

Α. Σωστή επιλογή είναι η α .

Β. Για την ισόχωρη ΑΓ ισχύει ο 1ος θερμοδυναμικός νόμος :

Q = ΔU + W ⇒ (W = 0 στην ισόχωρη) Q = ΔU + 0 ⇒ Q = n·Cv·ΔΤ ⇒ Q = n·Cv·(2·Τ1 – Τ1) ⇒ Q = n·(3·R /2)·Τ1 … (1) .

Στην ΑΒ ισοβαρή , η θερμότητα δίνεται :

Q = n·Cp·ΔΤAB ⇒ Q = n·(C+ R)·ΔΤAB ⇒ Q = (5 / 2)·n·R·(2·Τ1 – T1) ⇒ Q = (5 / 2)·n·R·T1 … (2) .

Διαιρούμε κατά μέλη τις (1) και (2) :

(1) / (2) ⇒ Q / Q = (3 / 2)·n·R·Τ1 / [(5 / 2)·n·R·T1] ⇒ Q / Q = 3 / 5 ⇒ Q = (3 / 5)·Q ⇒ Q = (3 / 5)·500 ⇒ Q = 300 J .

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

Β2.

Α.

Σωστή επιλογή είναι η γ .

Β.

Δύο όμοιοι επίπεδοι πυκνωτές φορτίζονται με την τάση V , και επειδή έχουν την ίδια χωρητικότητα C έχουν :

UE,1 = UE,2 = ½·C·V² .

Ο πρώτος πυκνωτής αποσυνδέεται από την πηγή και διπλασιάζεται η απόσταση μεταξύ των οπλισμών του .

Ο πυκνωτής αυτός έχει το ίδιο φορτίο Q πριν και μετά τον διπλασιασμό της απόστασης μεταξύ των οπλισμών του , Q = Q΄ .

UE,1 = ½·Q² / C και UE,1΄ = ½·Q² / C΄ .

Μετά τον διπλασιασμό της απόστασης και οι δύο πυκνωτές έχουν την ίδια χωρητικότητα C΄ .

Εξάρτηση της χωρητικότητας από τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά του πυκνωτή :

C = ε0·(Α / d) και C΄ = ε0·(Α / d΄) , δίνεται : d΄ = 2·d , διαιρούμε κατά μέλη :

C΄ = C / 2 (κάτι που ισχύει και για τους δύο πυκνωτές) ,

UE,1΄ = ½·Q² / C΄ ⇒ UE,1΄ = ½·Q² / (C / 2) ⇒ UE,1΄ = 2·UE,1 .

H μεταβολή της ενέργειας του πυκνωτή είναι :

ΔU= UE,1΄ – UE,1 ⇒ ΔU= 2·UE,1 – UE,1 ⇒ ΔU= UE,1 … (1) .

Για τον δεύτερο πυκνωτή που μένει συνδεδεμένος με την τάση V :

UE,2 = ½·C·V² και UE,2΄ = ½·C΄·V² ⇒ UE,2΄ = ½·½·C·V² ⇒ UE,2΄ = ½·UE,2 .

H μεταβολή της ενέργειας του πυκνωτή είναι :

ΔU= UE,2΄ – UE,2 ⇒ ΔU= ½·UE,2 – UE,2 ⇒ ΔU= – ½·UE,2 … (2) .

Διαιρούμε κατά μέλη τις σχέσεις (1) και (2) :

(1) / (2) ⇒ ΔU/ ΔU= UE,1 / (- ½·UE,2) ⇒ ισχύει UE,1 = UE,2 , ΔU/ ΔU= – 2 .

Προτείνουμε η ερώτηση να διδαχτεί 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 21277

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