Λύσεις της τράπεζας Β΄ λυκείου φυσικής προσανατολισμού Β θέμα 21285

a tear drop close

Μια σταγόνα σε κοντινό πλάνο , η απλότητα συναντά την ομορφιά . Το γιατί η σταγόνα είναι σφαιρική εξηγείται φυσικά από την φυσική .

Σας παρουσιάζουμε μία ερώτηση από την αδιαβατική μεταβολή και μία ερώτηση από την κίνηση των ηλεκτρικών φορτίων παράλληλα στις δυναμικές γραμμές ομογενούς ηλεκτρικού πεδίου .

Ένα θέμα – πρόταση για την Γ λυκείου

Δείτε την άσκηση αυτή.

Δείτε επίσης την άσκηση αυτή.

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

ΘΕΜΑ B

Β1. Με κατάλληλες συνθήκες μπορεί ορισμένη ποσότητα αέρα στην ατμόσφαιρα να εκτονωθεί ταχύτατα ώστε πρακτικά να μην ανταλλάξει θερμότητα με το περιβάλλον της. Μια τέτοια εκτόνωση χαρακτηρίζεται ως αδιαβατική. Η ποσότητα του αέρα που εκτονώνεται αδιαβατικά,

Α. Να επιλέξετε τη σωστή πρόταση.

α. ψύχεται,

β. θερμαίνεται,

γ. διατηρεί σταθερή τη θερμοκρασία της.

Β. Να αιτιολογήσετε την επιλογή σας.

Β2. Πρωτόνιο εισέρχεται με ταχύτητα υο σε ομογενές ηλεκτρικό πεδίο παράλληλα στις δυναμικές γραμμές και με αντίθετη με αυτές φορά, οπότε σταματά στιγμιαία αφού διανύσει διάστημα xp. Με τον ίδιο τρόπο και με την ίδια αρχική ταχύτητα υο εισέρχεται στο πεδίο πυρήνας Ηλίου, οπότε σταματά στιγμιαία αφού διανύσει διάστημα xH. Δίνεται ότι ο πυρήνας Ηλίου έχει τετραπλάσια μάζα και διπλάσιο ηλεκτρικό φορτίο από το πρωτόνιο.

Η σχέση που συνδέει τα διαστήματα xp και xH είναι,

Α. Να επιλέξετε τη σωστή πρόταση.

α. xp = xH ,                                      β. xp = 2∙xH ,                                     γ. xp = 2∙xH .

Β. Να αιτιολογήσετε την επιλογή σας.

Λύση

Β1.

Α.

Σωστή επιλογή είναι η α .

Β.

Κατά την αδιαβατική εκτόνωση από μια κατάσταση Α σε μια κατάσταση Β το έργο WAB > 0 .

1ος θερμοδυναμικός νόμος στην ΑΒ :

QAB = WAB + ΔUAB 

ισχύει QAB = 0 στην αδιαβατική μεταβολή ,

0 = WAB + ΔUAB ⇒ ΔUAB = – WAB .

επειδή WAB > 0 ⇒ ΔUAB < 0 ⇒ n·Cv·ΔΤΑΒ < 0 ⇒ n·Cv·(Τ– ΤΑ) < 0 ⇒ Τ– ΤΑ < 0 ⇒

Τ< ΤΑ επομένως το αέριο ψύχεται .

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

Β2.

Α.

Σωστή επιλογή είναι η γ .

Β.

Ένα πρωτόνιο και ένας πυρήνας Ηλίου εισέρχονται παράλληλα στις δυναμικές γραμμές ομογενούς ηλεκτρικού πεδίου με φορά αντίθετη από την φορά των δυναμικών γραμμών και με την ίδια αρχική ταχύτητα υ.

Το πρωτόνιο σταματά στιγμιαία αφού μετατοπιστεί κατά xκαι ο πυρήνας Ηλίου σταματά στιγμιαία αφού μετατοπιστεί κατά xΗ .

Για ένα θετικό φορτίο q που εισέρχεται με φορά αντίθετη στις δυναμικές γραμμές ομογενούς ηλεκτρικού πεδίου με ταχύτητα υ, η κίνηση είναι ευθύγραμμη ομαλά επιβραδυνόμενη .

υ = υ– α·t ,

η ταχύτητα μηδενίζεται υ = 0 σε χρόνο t.

0 = υ– α·t⇒ t= υ/ α .

Από την εξίσωση κίνησης σε χρόνο tτο φορτίο μετατοπίζεται κατά x :

x = υ0·t– ½·α·t1² , για t= υ/ α :

x = υ0² / (2·α) … (1) .

Για το μέτρο της επιβράδυνσης α , θα έχουμε :

ΣF = m·α ⇒ Fc = m·α ⇒

(η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου ορίζεται : Ε = Fc / q ⇒ Fc = q·E)

q·E = m·α ⇒ α = q·E / m … (2) .

Από τις σχέσεις (1) και (2) :

x = υ0² / (2·α) ⇒ x = υ0²·m / (2·E·q) .

Η μετατόπιση του πρωτονίου :

x= υ0²·mp / (2·E·qp) … (3) .

Η μετατόπιση του πυρήνα Ηλίου :

xΗ = υ0²·mΗ / (2·E·qΗ) … (4) .

Διαιρούμε τις σχέσεις (3) και (4) κατά μέλη :

x/ xΗ = [υ0²·mp / (2·E·qp)] / [υ0²·mΗ / (2·E·qΗ)] ⇒ x/ xΗ = (mp·qΗ) / (mΗ·qp) ⇒

δίνεται : qΗ = 2·qp  και  mΗ = 4·m,

x/ xΗ = (mp·2·qp) / (4·mp·qp) ⇒ x/ xΗ = ½ ⇒ x= 2·x.

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 21285

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