Λύσεις της τράπεζας Β΄ λυκείου φυσικής προσανατολισμού Β θέμα 21303

black-sheep

Ένα glamour μαύρο πρόβατο . Από ένα κυνηγημένο είδος τις μέρες του Πάσχα 🙂 . Το «μαύρο» , αποτελεί ακόμα και τίτλο τιμής .

Σας παρουσιάζουμε μια ερώτηση από την μηχανή Carnot και μία ερώτηση από την κίνηση φορτισμένου σωματιδίου που κινείται παράλληλα στις δυναμικές γραμμές .

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 B

B1. Μηχανή Carnot λειτουργεί μεταξύ των θερμοκρασιών 3·Τ1 και 4·T1. H θερμότητα που απορροφά από την θερμή δεξαμενή είναι Q.

Α. Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση.

Η θερμότητα που αποδίδει στη ψυχρή δεξαμενή είναι:

α. Qc = (1 / 4)·Q ,                           β. Qc = (1 / 2)·Q ,                           γ. Qc = (3 / 4)·Q .

Β. Να αιτιολογήσετε την επιλογή σας.

Β2. Σε ομογενές ηλεκτρικό πεδίο έντασης μέτρου Ε που δημιουργείται μεταξύ δύο αντίθετα φορτισμένων παραλλήλων πλακών αφήνουμε χωρίς αρχική ταχύτητα ένα ηλεκτρόνιο και ένα πρωτόνιο έτσι ώστε να ισαπέχουν από τις φορτισμένες πλάκες, όπως φαίνεται στο σχήμα. Θεωρούμε ότι η απόσταση των σωματιδίων είναι αρκετά μεγάλη ώστε να μην αλληλεπιδρούν μεταξύ τους.

21303 b thema kat

Α. Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση.

Ποιο από τα δύο σωματίδια θα φτάσει πρώτο σε φορτισμένη πλάκα;

α. το πρωτόνιο p.

β. το ηλεκτρόνιο e.

γ. και τα δύο ταυτόχρονα.

Β. Να αιτιολογήσετε την επιλογή σας.

Δίνεται ότι η μάζα του πρωτονίου mp και η μάζα του ηλεκτρονίου me συνδέονται με τη σχέση mp = 1800·me και ότι για το φορτίο τους ισχύει qp = |qe| .

Λύση

B1.

Α.

Σωστή επιλογή είναι η γ .

Β.

Η μηχανή Carnot λειτουργεί μεταξύ των θερμοκρασιών Τc = 3·Τ1 και Τh = 4·Τ1 .

Σε ένα κύκλο λειτουργίας το αέριο απορροφά θερμότητα Q από την θερμή δεξαμενή και αποδίδει στην ψυχρή δεξαμενή θερμότητα Qc .

Για τον συντελεστή απόδοσης της μηχανής Carnot έχουμε :

ec = 1 – (Tc / Th) … (1)  και  ec = W / Qh … (2)

Επίσης από την διατήρηση της ενέργειας έχουμε :

Qh = W + |Qc| ⇒ |Qc| = Qh – W ⇒ |Qc| = Q – W … (3)

Συνδυάζοντας τις σχέσεις (1) και (2) έχουμε :

W / Qh = 1 – (Tc / Th) και W = Qh·[1 – (Tc / Th)] … (4) .

H σχέση (3) με την βοήθεια της σχέσης (4) γίνεται :

|Qc| = Q – W ⇒ |Qc| = Q – Q·[1 – (Tc / Th)] ⇒ |Qc| = Q – Q + Q·(Tc / Th) ⇒

|Qc| = Q·[3·T1 / (4·T1) ⇒  |Qc| = (3 / 4)·Q .

Προτείνουμε η ερώτηση να διδαχθεί στη τάξη από τον καθηγητή .

B2.

Α.

Σωστή επιλογή είναι η β .

Β.

21303 b thema kat_1

Το πρωτόνιο κινείται προς την αρνητική πλάκα ενώ το ηλεκτρόνιο προς την θετική .

Η κίνηση που εκτελούν είναι ευθύγραμμη ομαλά επιταχυνόμενη χωρίς αρχική ταχύτητα.

Το πρωτόνιο και το ηλεκτρόνιο μέχρι να φτάσουν στην αντίστοιχη φορτισμένη πλάκα διαγράφουν την ίδια μετατόπιση Δx = L / 2 . Τα δύο σωματίδια δεν αλληλεπιδρούν μεταξύ τους .

Για την οριζόντια μετατόπιση στην διεύθυνση των δυναμικών γραμμών έχουμε :

Δx = ½·α·t² ⇒ t² = 2·Δx / α ⇒ t = √(2·Δx / α) , ο χρόνος κίνησης .

Για την επιτάχυνση α έχουμε, από τον 2ο νόμο του Newton :

F= m·α ⇒ α = F/ m ⇒

(η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου ορίζεται Ε = F/ |e| ⇒ F= |e|·E)

α = |e|·E / m , άρα ο χρόνος κίνησης γίνεται :

t = √(2·Δx / α) ⇒  t = √[2·Δx·m / (|e|·E)] .

O χρόνος κίνησης για το πρωτόνιο είναι :

t= √[2·Δx·mp / (|e|·E)] .

O χρόνος κίνησης για το ηλεκτρόνιο είναι :

t= √[2·Δx·me / (|e|·E)] .

Διαιρούμε κατά μέλη τις παραπάνω σχέσεις :

t/ t= {√[2·Δx·mp / (|e|·E)]} / {√[2·Δx·me / (|e|·E)]} ⇒ t/ t= √(mp / me) ⇒

t/ t= √(1800·m/ me) ⇒ t/ t= 30·√2 ⇒ t= (30·√2)·t, το ηλεκτρόνιο φτάνει πρώτο .

Προτείνουμε η ερώτηση να διδαχθεί 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 21303

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