Λύσεις της τράπεζας Β΄ λυκείου φυσικής προσανατολισμού Β θέμα 21347

bubble chamber blue

Μια φωτογραφία από τον διάσημο θάλαμο των φυσαλίδων , όπου αφήνουν τα ίχνη τους τα ταχέως κινούμενα σωματίδια .

Σας παρουσιάζουμε μία ερώτηση από το έργο των ιδανικών αερίων και μία ερώτηση από την κίνηση φορτισμένων σωματιδίων σε πεδίο Coulomb .

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 Β

B1. Ποσότητα ιδανικού αερίου βρίσκεται σε κατάσταση θερμοδυναμικής ισορροπίας με όγκο V και πίεση P . Το αέριο υφίσταται τις εξής αντιστρεπτές μεταβολές: Ισόθερμη συμπίεση μέχρι να υποδιπλασιαστεί ο όγκος του, ισόχωρη ψύξη μέχρι να υποδιπλασιαστεί η πίεσή του και ισοβαρή εκτόνωση μέχρι να επανέλθει στην αρχική του κατάσταση.

Α. Να επιλέξετε τη σωστή πρόταση.

Το συνολικό έργο που ανταλλάσσεται μεταξύ αερίου και περιβάλλοντος για αυτή την αντιστρεπτή κυκλική μεταβολή είναι:

α. 0 ,                            β. P·V·[In 2 – (1 / 2)] ,                γ. P·V·[(1/2) – In 2] .

Β. Να δικαιολογήσετε την επιλογή σας.

Β2. Δύο σωματίδια Σ1 και Σ2 με μάζες m1 και m2 και θετικά φορτία q1 και q2 αντίστοιχα συγκρατούνται ακίνητα πάνω σε λείο οριζόντιο μονωτικό δάπεδο, σε τέτοιες θέσεις ώστε η μεταξύ τους απόσταση να είναι r . Αν το Σ1 συγκρατηθεί ακίνητο και το Σ2 αφεθεί ελεύθερο να κινηθεί, θα φτάσει στο άπειρο με ταχύτητα μέτρου υ2 = 2·10-2 m / s.

Αν αφηνόταν το Σ1 ελεύθερο συγκρατώντας το Σ2 ακίνητο, αυτό θα έφτανε στο άπειρο με ταχύτητα υ1 = 4·10-2 m / s .

Α. Να επιλέξετε τη σωστή πρόταση.

O λόγος των μαζών των δυο σωματιδίων θα είναι ίσος με :

α. m/ m2 = 2 ,                         β. m/ m2 = 1 / 4 ,                              γ. m/ m2 = 1 / 2 .

Β. Να δικαιολογήσετε την επιλογή σας.

Λύση

B1.

A.

Σωστή επιλογή είναι η γ .

Β.

Η μεταβολή ΑΒ είναι ισόθερμη συμπίεση από Α (Ρ, V) σε Β (V / 2 , PB) .

Η μεταβολή ΒΓ είναι ισόχωρη ψύξη .

VB = VΓ = V / 2 ,

η μεταβολή ΓΑ είναι ισοβαρής εκτόνωση , άρα PΓ = PΑ = Ρ .

Από την ΑΒ :

ΡΑ·VΑ = ΡB·V⇒ Ρ·V = ΡB·(V / 2) ⇒ Ρ= 2·P .

To έργο W που ανταλλάσσει το αέριο με το περιβάλλον είναι :

W = WΑB + WBΓ + WΓΑ … (I) .

Όπου :

WBΓ = 0 , ισόχωρη μεταβολή .

WΑB = n·R·TA·ln (V/ VA) ⇒ WΑB = P·V·ln (1 / 2) ⇒ WΑB = – P·V·ln 2 , ισόθερμη συμπίεση.

WΓΑ = ΡΓ·ΔVΓΑ ⇒ WΓΑ = ΡΓ·(V– VΓ) ⇒ WΓΑ = Ρ·[V – (V / 2)] ⇒ WΓΑ = Ρ·V / 2 .

(I) ⇒ W = – P·V·ln 2 + 0 + Ρ·V / 2 ⇒ W = P·V·[(1 / 2) – ln 2] .

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

B2.

A.

Σωστή επιλογή είναι η β .

Β.

Για τις ταχύτητες έχουμε :

υ1 / υ2 = 4·10-2 / 2·10-2 ⇒ υ1 / υ2 = 2 ⇒ υ1 = 2·υ2 .

Όταν τα σωματίδια συγκρατούνται σε απόσταση r έχουν ηλεκτρική δυναμική ενέργεια :

U1,2 = kc·q1·q2 / r .

Όταν τα σωματίδια βρίσκονται σε άπειρη απόσταση :

U1,2΄ = 0 .

Εφαρμόζουμε την αρχή διατήρησης μηχανικής ενέργειας για το σύστημα των δύο σωματιδίων όταν συγκρατείται το Σ1 και αφήνεται ελεύθερο το Σ2 :

Εαρχ = Ετελ ⇒ U1,2 = Κ2 .

Εφαρμόζουμε την αρχή διατήρησης μηχανικής ενέργειας για το σύστημα των δύο σωματιδίων όταν συγκρατείται το Σ2 και αφήνεται ελεύθερο το Σ1 :

Εαρχ΄ = Ετελ΄ ⇒ U1,2 = Κ1 .

Επομένως Κ1 = Κ2 ⇒ ½·m1·υ1² = ½·m2·υ2² ⇒ m/ m= υ2² / υ1² ⇒

m/ m= υ2² / (2·υ2)² ⇒ m/ m= 1 / 4 .

Προτείνουμε η ερώτηση να λυθεί – αναλυθεί 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 21347

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