ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ. Διάρκεια εξέτασης: 7.200sec (& κάθε ένα μετράει ) ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ:

Transcript

1 ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ (εξεταστέα ύλη: νόμοι αερίων, θερμοδυναμική) ΦΥΣΙΚΗ Β ΛΥΚΕΙΟΥ Διάρκεια εξέτασης: 7.200sec (& κάθε ένα μετράει ) ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ: ΘΕΜΑ Α Στις ημιτελείς προτάσεις 1 4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της πρότασης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη φράση που τη συμπληρώνει σωστά. Α1. Ο όγκος μιας ποσότητας ιδανικού αερίου διπλασιάζεται ισοβαρώς και στη συνέχεια η πίεση του αερίου υποδιπλασιάζεται ισόχωρα. Η τελική θερμοκρασία του αερίου είναι: Α. Ίση με την αρχική. Β. Διπλάσια της αρχικής. Γ. Υποδιπλάσια της αρχικής. Δ. Τετραπλάσια της αρχικής. Α2. Δύο ποσότητες αερίων με αριθμό γραμμομορίων n1 και n2 (n1 > n2) εκτελούν ισόχωρη μεταβολή στον ίδιο όγκο. Το διάγραμμα που παριστάνει τις μεταβολές είναι: [1]

2 Α3. Ένα αέριο παράγει έργο όταν: Α. Αυξάνεται η πίεση. Β. Αυξάνεται η θερμοκρασία. Γ. Αυξάνεται ο όγκος. Δ. Ψύχεται. Α4. Τα μόρια ενός πραγματικού αερίου έχουν: Α. Μόνο μεταφορική κινητική ενέργεια. Β. Μόνο δυναμική ενέργεια. Γ. Μόνο μεταφορική κινητική και δυναμική ενέργεια. Δ. Κινητική ενέργεια για κάθε μορφή κίνησης και δυναμική ενέργεια για κάθε είδος αλληλεπίδρασης. A5. Να γράψετε στο τετράδιό σας το γράμμα κάθε πρότασης και δίπλα σε κάθε γράμμα τη λέξη Σωστό, για τη σωστή πρόταση και τη λέξη Λάθος, για τη λανθασμένη πρόταση. Α. Η καταστατική εξίσωση ισχύει για οποιαδήποτε περιοχή τιμών πίεσης και θερμοκρασίας του αερίου. Β. Σύμφωνα με την καταστατική εξίσωση η πίεση ενός ιδανικού αερίου είναι ανάλογη του γινομένου της απόλυτης θερμοκρασίας επί την πυκνότητα του αερίου. Γ. Η πίεση που ασκούν Ν μόρια ιδανικού αερίου στα τοιχώματα δοχείου όγκου V είναι ίση με την πίεση που ασκούν 2Ν μόρια του αερίου στα τοιχώματα δοχείου όγκου 2V, στην ίδια θερμοκρασία. Δ. Ο ταυτόχρονος διπλασιασμός της πίεσης και της απόλυτης θερμοκρασίας μιας ποσότητας ιδανικού αερίου συνοδεύεται με διπλασιασμό του όγκου του. Ε. Σε μία αδιαβατική ψύξη ενός ιδανικού αερίου, ο όγκος του αερίου αυξάνεται. Στ. Ο πρώτος θερμοδυναμικός νόμος είναι η εφαρμογή της αρχής διατήρησης της ενέργειας στα αέρια. [2]

3 ΘΕΜΑ Β Β1. Μια ποσότητα ιδανικού αερίου εκτελεί ξεχωριστά τις αντιστρεπτές μεταβολής (1), (2), (3) που παριστάνονται γραφικά στο ακόλουθο διάγραμμα: Για τα ποσά θερμότητας Q1, Q2, Q3 που ανταλλάσσει το αέριο με το περιβάλλον του κατά τις μεταβολές (1), (2), (3) αντίστοιχα ισχύει: Α. Q1 = Q2 = Q3 Β. Q1 > Q2 > Q3 Γ. Q1 < Q2 < Q3 Να αιτιολογήσετε την επιλογή σας. Β2. Ορισμένη ποσότητα ιδανικού αερίου εκτελεί δύο διαφορετικές ισοβαρείς εκτονώσεις ΑΒ και ΓΔ μεταξύ των ίδιων θερμοκρασιών Τ1 και Τ2 όπως φαίνεται στο ακόλουθο διάγραμμα p-v: Για τα έργα WAB και WΓΔ στις μεταβολές ΑΒ και ΓΔ αντίστοιχα, ισχύει: A. WAB > WΓΔ B. WAB = WΓΔ Γ. WAB < WΓΔ Να αιτιολογήσετε την επιλογή σας. [3]

4 Β3. Μια ποσότητα ιδανικού μονοατομικού αερίου εκτελεί τις διαδοχικές μεταβολές ΑΒ και ΒΓ, που παριστάνονται γραφικά στο διάγραμμα p-v του ακόλουθου σχήματος: Αν οι θερμότητες που ανταλλάσσει το αέριο με το περιβάλλον του κατά τις μεταβολές ΑΒ και ΒΓ είναι αντίστοιχα QAB=500Joule και QΒΓ=0Joule, τότε το έργο που παράγει το αέριο κατά τη μεταβολή ΒΓ είναι: Α. WΒΓ=300Joule Β. WΒΓ=400Joule Γ. WΒΓ=500Joule Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας. Β4. Μια ορισμένη ποσότητα ιδανικού αερίου, η οποία αρχικά καταλαμβάνει όγκο V, θερμαίνεται ισοβαρώς μέχρι να διπλασιαστεί η απόλυτη θερμοκρασία του και στη συνέχεια υποδιπλασιάζεται η πίεσή του ισόθερμα. Ο τελικός όγκος του αερίου είναι: Α. V Β. 3 2 V Γ. 4 V Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας. [4]

5 ΘΕΜΑ Γ Ποσότητα μονοατομικού ιδανικού αερίου βρίσκεται στην κατάσταση θερμοδυναμικής ισορροπίας Α(p0, V0, T0). Το αέριο εκτελεί αρχικά ισόθερμη αντιστρεπτή μεταβολή έως την κατάσταση θερμοδυναμικής ισορροπίας Β(pΒ, 3 V0, TΒ). Ακολούθως συμπιέζεται ισοβαρώς ως την κατάσταση θερμοδυναμικής ισορροπίας Γ(pΓ, VΓ, TΓ), ώστε κατόπιν εκτελώντας ισόχωρη αντιστρεπτή μεταβολή να επανέλθει στην κατάσταση Α. Γ1. Να βρεθούν η πίεση pb και η θερμοκρασία ΤΓ συναρτήσει των p0 και Τ0 αντίστοιχα, με εφαρμογή των αντίστοιχων νόμων. Μονάδες 7 Γ2. Να γίνει η γραφική παράσταση των μεταβολών σε άξονες p-v, όπου θα φαίνονται οι τιμές της πίεσης, του όγκου και της θερμοκρασίας του αερίου στις καταστάσεις Α, Β, Γ συναρτήσει των p0, V0, T0. (οι τιμές της θερμοκρασίας θα σημειωθούν πάνω στις ισόθερμες καμπύλες που διέρχονται από τις καταστάσεις θερμοδυναμικής ισορροπίας Α, Β, Γ). Μονάδες 7 Γ3. Να υπολογιστεί ο λόγος των μεταβολών της εσωτερικής ενέργειας τις μεταβολές ΓΑ και ΒΓ. ΓΑ ΒΓ του αερίου κατά Μονάδες 7 Γ4. Να υπολογιστεί το ολικό έργο του αερίου κατά την κυκλική μεταβολή, αν δίνεται ότι p0= N/m 2, V0=10-3 m 3 και ότι ln3=1.1. Μονάδες 9 Καλή Επιτυχία!!!!!!!!!!!!!!!! Λούης Μιχάλης Νίκος [5]

6 Απαντήσεις ΘΕΜΑ A Α1. Α Α2. B Α3. Γ Α4. Δ A5. Α. Λ Β. Σ Γ. Σ Δ. Λ Ε. Λ Στ. Σ ΘΕΜΑ Β Β1. Γ Β2. Β Β3. Α Β4. Γ ΘΕΜΑ Γ Γ1. Γ2. p 3 0 p B =, T0 T Γ = 3 ΓΑ Γ3. = 1 ΒΓ Γ4. W. 130 ολ = Joule [6]