Λύσεις της τράπεζας Β΄ λυκείου φυσικής προσανατολισμού Β θέμα 21349

scull with wires

Η φωτογραφία για μας εκφράζει την απομόνωση που μπορεί να φέρει η προσκόλληση στο κόσμο του διαδικτύου . Ένα ψηφιακό περιβάλλον απαραίτητο για να πάρουμε πληροφορίες , αλλά ακατάλληλο για να ζήσουμε σε αυτό .

Σας παρουσιάζουμε μία ερώτηση από τις μηχανές Carnot 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. Δύο μηχανές Carnot λειτουργούν με ίσες ποσότητες ιδανικού αερίου μεταξύ των ίδιων θερμοκρασιών Th , Tc. Δίνεται ότι ανά κύκλο λειτουργίας το ωφέλιμο μηχανικό έργο της μηχανής Carnot (1) είναι W1, της μηχανής Carnot (2) είναι W2 και ότι ισχύει W2 = 2·W.

Α. Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση.

Αν κατά την ισόθερμη εκτόνωση του κύκλου Carnot της μηχανής (1) ο όγκος του αερίου διπλασιάζεται, τότε κατά την ισόθερμη εκτόνωση του κύκλου Carnot της μηχανής (2) , ο όγκος του αερίου:

α. τετραπλασιάζεται ,              β. υποτετραπλασιάζεται ,                γ. δεκαεξαπλασιάζεται .

Β. Να αιτιολογήσετε την επιλογή σας.

Β2. Ένας επίπεδος πυκνωτής, είναι κατασκευασμένος με τέτοιο τρόπο ώστε να μπορούμε να μεταβάλλουμε την απόσταση μεταξύ των οπλισμών του. Συνδέσαμε τον πυκνωτή στους πόλους μιας πηγής και φορτίστηκε σε τάση V. Μεταξύ των οπλισμών του πυκνωτή δημιουργείται ομογενές ηλεκτρικό πεδίο έντασης Ε. Στη συνέχεια αποσυνδέουμε τον πυκνωτή από την πηγή και μετακινήσαμε τον ένα του οπλισμό ώστε η απόσταση μεταξύ των οπλισμών να γίνει η μισή της αρχικής.

Α. Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση.

Η ένταση του ομογενούς ηλεκτρικού πεδίου μετά την μετακίνηση του οπλισμού, θα γίνει:

α. E΄ = E / 2 ,                                β. E΄ = E ,                                    γ. E΄ = 2·E .

Β. Να αιτιολογήσετε την επιλογή σας.

Θεωρήστε ότι κατά τη μετακίνηση του οπλισμού δεν υπάρχουν απώλειες ενέργειας.

Λύση

Β1.

Α.

Σωστή επιλογή είναι η α .

Β.

Οι ποσότητες του ιδανικού αερίου είναι n= n= n για τις δύο μηχανές Carnot .

Για τους συντελεστές απόδοσης ισχύει e= e= e = 1 – (T/ Th) .

Για το ωφέλιμο μηχανικό έργο ισχύει η σχέση W= 2·W.

Επειδή e= e⇒ W/ Qh,1 = W/ Qh,2 ⇒ W/ Qh,1 = 2·W/ Qh,2 ⇒ Qh,2 = 2·Qh,1 .

Στον κύκλο Carnot η Qείναι η θερμότητα που απορροφά η μηχανή Carnot κατά την ισόθερμη εκτόνωση ΑΒ (Q= QAB) και η Qείναι η θερμότητα που απορροφά η μηχανή Carnot κατά την ισόθερμη συμπίεση ΑΒ (Q= QΓΔ) .

Για την μηχανή Carnot (1) έχουμε :

Qh,1 = n·R·Th·ln (VB / VA) ⇒

(VB = 2·VA)

Qh,1 = n·R·Th·ln 2 .

Για την μηχανή Carnot (2) έχουμε :

Qh,2 = 2·Qh,1 ⇒ Qh,2 = 2·n·R·Th·ln 2 ⇒ Qh,2 = n·R·Th·ln 2² ⇒ Qh,2 = n·R·Th·ln 4 … (1) .

Qh,2 = n·R·Th·ln (VB΄ / VA΄) … (2) .

Από τις σχέσεις (1) και (2) :

VB΄ / VA΄ = 4 ⇒ VB΄ = 4·VA΄ .

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

Β2.

Α.

Σωστή επιλογή είναι η β .

Β.

Ο πυκνωτής αποσυνδέεται από την πηγή φόρτισης τάσης V , άρα το φορτίο του πυκνωτή παραμένει σταθερό και ίσο με το αρχικό του φορτίο .

Πριν τον υποδιπλασιασμό της απόστασης μεταξύ των οπλισμών του επίπεδου πυκνωτή έχουμε :

C = ε0·(Α / d) ,

C = q / V ⇒ V = q / C

και Ε = V / d .

Μετά τον υποδιπλασιασμό της απόστασης d΄ = d / 2 μεταξύ των οπλισμών του επίπεδου πυκνωτή έχουμε :

C΄ = ε0·(Α / d΄) ⇒ C΄ = ε0·[Α / (d / 2)] ⇒ C΄ = 2·ε0·(Α / d) ⇒ C΄ = 2·C ,

V΄ = q / C΄ ⇒ V΄ = q / (2·C) ⇒ V΄ = V / 2

και Ε΄ = V΄ / d΄ ⇒ Ε΄ = [(V / 2) / (d / 2)] ⇒ Ε΄ = V / d ⇒ Ε΄ = E .

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 21349

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