Ζήτημα 1 0. Επώνυμο... Όνομα... Αγρίνιο 1/3/2015. Επιλέξτε τη σωστή απάντηση

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Ζήτημα 1 0. Επώνυμο... Όνομα... Αγρίνιο 1/3/2015. Επιλέξτε τη σωστή απάντηση"

Θεράπων Τομαραίοι
7 χρόνια πριν
Προβολές:

1 1 Επώνυμο... Όνομα... Αγρίνιο 1/3/2015 Ζήτημα 1 0 Επιλέξτε τη σωστή απάντηση 1) Η θερμότητα που ανταλλάσει ένα αέριο με το περιβάλλον θεωρείται θετική : α) όταν προσφέρεται από το αέριο στο περιβάλλον, β) στην αδιαβατική συμπίεση, γ) στην ισόθερμη εκτόνωση, δ) στην ισόχωρη ψύξη. 2) Στο διάγραμμα V-T (όγκου απόλυτης θερμοκρασίας) του σχήματος παριστάνεται γραφικά η μεταβολή του όγκου ορισμένης ποσότητας ιδανικού αερίου σε συνάρτηση με την απόλυτη θερμοκρασία, για δύο διαφορετικές τιμές της πίεσης P 1 και P 2. Από το διάγραμμα προκύπτει ότι: α) Ρ 1 =Ρ 2 β) Ρ 1 >Ρ 2 γ) Ρ 1 <Ρ 2 3) α) Το έργο σε κάθε μεταβολή αερίου υπολογίζεται από τη σχέση W=P.ΔV. β) Αέριο μεταβάλλεται ισόθερμα αν καθώς βρίσκεται σε κατάσταση Α με P A = 2atm και V A = 2lt διπλασιάζει τον όγκο του και παράγει W= 400j.Δίνεται ln2=0,7. γ) Σε μια αδιαβατική μεταβολή το έργο και η μεταβολή στην εσωτερική ενέργεια είναι: W = ΔU. δ) Σε μια κυκλική μεταβολή το ολικό έργο είναι: W ΟΛ = Q h - QC

2 2 4) Ορισμένη ποσότητα αερίου βρίσκεται σε δοχείο. Το αέριο μπορεί να συμπιέζεται αδιαβατικά.τότε : α) Η εσωτερική ενέργεια του αερίου παραμένει σταθερή. β) Το αέριο αποβάλλει θερμότητα κατά την διάρκεια της μεταβολής του. γ) Η ενεργός ταχύτητα του αερίου μεγαλώνει. δ) Το αέριο απορροφά θερμότητα, η οποία κατά ένα μέρος μετατρέπεται σε έργο και το υπόλοιπο μεγαλώνει την εσωτερική ενέργεια του αερίου. 5 ) Θεωρούμε ότι το αέριο Ήλιο και το υδρογόνο όταν βρίσκονται σε κατάλληλες συνθήκες συμπεριφέρονται ως ιδανικό αέριο.οι μάζες των δυο μορίων είναι διαφορετικές.(m He > m H2 ) Αν τα δυο αέρια βρίσκονται στην ίδια θερμοκρασία, τότε : α) Θα έχουν την ίδια ενεργό ταχύτητα. β) Μεγαλύτερη ενεργό ταχύτητα θα έχει το Ήλιο. γ) Τα μόρια των δυο αερίων θα έχουν την ίδια μέση κινητική ενέργεια από μεταφορική κίνηση. δ) Μεγαλύτερη κινητική ενέργεια από μεταφορική κίνηση θα έχουν τα μόρια του Ήλιου. Ζήτημα 2 0 Α) Να επιλεγεί η σωστή απάντηση δίνοντας την κατάλληλη αιτιολόγηση. 1) Ορισμένη ποσότητα ιδανικού αερίου βρίσκεται σε κατακόρυφο κυλινδρικό δοχείο που κλείνεται στο πάνω μέρος του με έμβολο, το οποίο μπορεί να κινείται ελεύθερα χωρίς τριβές. Το έμβολο ισορροπεί αρχικά στην κατάσταση (I). Θερμαίνουμε αργά το αέριο ώστε το έμβολο να μετατοπίζεται με σταθερή ταχύτητα και να βρεθεί στη θέση (II), όπου η πυκνότητα του αερίου έχει υποτετραπλασιαστεί. Α) Το πηλίκο της αρχικής προς την τελική μέση κινητική ενέργεια των μορίων του αερίου στις καταστάσεις (I) και (II) αντίστοιχα είναι :

3 3 α) 1, β ) 0,5, γ) 2, δ) 0,25 ( 3 μόρια) Β) Αν το αρχικό ύψος h 1 της στήλης του αερίου στην κατάσταση (I) είναι 20 cm και η σταθερή ταχύτητα με την οποία κινήθηκε το έμβολο μέχρι την κατάσταση (II) είναι 4cm/sec, τότε ο χρόνος κίνησης του εμβόλου είναι : α) 15 sec, β) 10sec, γ) 20 sec, δ) 5 sec. ( 3 μόρια) Γ) Αν η αρχική θερμοκρασία του αερίου είναι 100Κ, αν η ποσότητα του αερίου είναι n = 1 mol και κατά την παραπάνω μεταβολή η ΔU = 450j, R τότε ο συντελεστής (γ) του αερίου είναι : α) 5/3, β) 3/2 γ) 3/5, δ) 2/3 ( 4 μόρια) 2) Στο διπλανό διάγραμμα φαίνεται η κυκλική μεταβολή ΑΒΓΔΑ ιδανικού αερίου μιας θερμικής μηχανής που αποτελείται από δύο ισοβαρείς και δύο αδιαβατικές διεργασίες. Αν για τις θερμοκρασίες ισχύει η σχέση (Τ Δ - Τ Α )/( Τ Γ Τ Β ) = ¼,τότε ο συντελεστής της θερμικής μηχανής ισούται με: α) 0,75, β ) 0,5, γ) 1, δ) 0,25 Δίνεται C P = 5/2 R ( 5 μόρια) 3) Ορισμένη ποσότητα ιδανικού αερίου εκτονώνεται αντιστρεπτά από κατάσταση Α με πίεση Ρ Α και όγκο V A, μέχρι την κατάσταση Β με πίεση Ρ Β και όγκο V B. Κατά την παραπάνω μεταβολή ο όγκος τετραπλασιάζεται.aν κατά τη διάρκεια της μεταβολής ισχύει P 2.V Α = P 2.V Β, τότε: α) Τ Β = Τ Α, β) Τ Β = 4Τ Α, γ) Τ Β = 2Τ Α ( 5 μόρια) Β) Απαντήστε με σωστό ή λάθος. 1) Μια κατάσταση θερμοδυναμικής ισορροπίας σε άξονες P-V

4 4 παριστάνεται με ένα σημείο. 2) Μακροσκοπικά ιδανικό χαρακτηρίζεται ένα αέριο αν ισχύει γι αυτό η καταστατική εξίσωση υπό προυποθέσεις. 3) Ο πρώτος θερμοδυναμικός νόμος εκφράζει την αρχή διατήρησης της ενέργειας. 4) Ως εσωτερική ενέργεια ιδανικού αερίου θεωρούμε το άθροισμα των ενεργειών των δομικών λίθων του αερίου λόγω αλληλεπίδρασης τους. 5) Μια μεταβολή θεωρείται ως αντιστρεπτή αν αποτελείται από σύνολο διαδοχικών καταστάσεων θερμοδυναμικής ισορροπίας. Ζήτημα 3 0 Ορισμένη ποσότητα ιδανικού αερίου βρίσκεται αρχικά σε κατάσταση Α με πίεση Ρ Α και όγκο V A = m 3.To αέριο εκτονώνεται από την κατάσταση Α στην κατάσταση Β, ώστε κατά την διάρκεια της μεταβολής η πίεση και ο όγκος να συνδέονται με τη σχέση Ρ= 10 8 V, (S.i). Στην συνέχεια το αέριο εκτονώνεται ισόθερμα μέχρι την κατάσταση Γ, ώστε V Γ =2V Β και Ρ Γ = Ρ Α. Τέλος με ισοβαρή μεταβολή επιστρέφει στην αρχική κατάσταση Α. Τότε : α) Να βρεθεί η πίεση και όγκος σε κάθε κατάσταση του αερίου. β) Να γίνει το ποσοτικό διάγραμμα σε άξονες P-V γ) Να βρεθεί ο συντελεστής απόδοσης της μηχανής που λειτουργεί σύμφωνα με τον παραπάνω κύκλο. δ) Αν η ενεργός ταχύτητα του αερίου στην κατάσταση Α είναι ίση με 200m/sec,να βρεθεί η ενεργός ταχύτητα στην κατάσταση Β. Δίνεται ln2 = 0,7, C v = (3/2)R. (25 μόρια) Zήτημα 4 0 Το ιδανικό αέριο θερμικής μηχανής εκτονώνεται ισόθερμα από την κατάσταση Α (P Α = N/m 2, V Α = 2 L, T Α = 1800 K) στην

5 5 κατάσταση Β με όγκο V B = 4 L.Στη συνέχεια συμπιέζεται ισοβαρώς ως την κατάσταση Γ, μέχρι να καταναλωθεί έργο αριθμητικά ίσο με το έργο της μεταβολής Α Β. Έπειτα μεταβαίνει με ισόχωρη μεταβολή στη κατάσταση Δ. Τέλος επιστρέφει ισοβαρώς στην αρχική κατάσταση Α. α) να υπολογίσετε το έργο του αερίου κατά τη διάρκεια της μεταβολής Β Γ και ο όγκος του αερίου στην κατάσταση Γ. β) Να σχεδιάσετε τα ποσοτικά διαγράμματα P-V και P-T, γ) να υπολογίσετε το ολικό έργο του αερίου κατά τη διάρκεια της παραπάνω κυκλικής μεταβολής, δ) Να βρεθεί ο συντελεστής απόδοσης της μηχανής που λειτουργεί σύμφωνα με την παραπάνω κυκλική μεταβολή. ε) Αν η συχνότητα της μηχανής είναι f = 100Hz, να βρεθεί ο ρυθμός με τον οποίο απορροφά θερμότητα η μηχανή και ο ρυθμός με τον οποίο αποβάλλει θερμότητα. Δίνονται : ln2 = 0,7, γ = 3 5, C v = 3 2 R (25 μόρια)...καλή Επιτυχία...

Σχετικά έγγραφα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ

103 Α. ΠΡΩΤΟΣ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΟΣ ΝΟΜΟΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ 1. Ιδανικό αέριο εκτελεί διαδοχικά τις αντιστρεπτές μεταβολές ΑΒ, ΒΓ, ΓΑ που παριστάνονται στο ακόλουθο διάγραμμα P-V. α. Αν δίνονται Q ΑΒΓ