ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ: ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ / ΣΕΙΡΑ: 1η ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 29/12/12 ΛΥΣΕΙΣ

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ: ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ / ΣΕΙΡΑ: 1η ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 29/12/12 ΛΥΣΕΙΣ"

Καλλίστη Ευταξίας
9 χρόνια πριν
Προβολές:

1 ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ: ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ / ΣΕΙΡΑ: 1η ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 29/12/12 B ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΜΑ A Σελίδα 1 από 6 ΛΥΣΕΙΣ Στις ημιτελείς προτάσεις Α 1 -Α 4 να γράψετε στο τετράδιο σας τον αριθμό της πρότασης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη φράση η οποία τη συμπληρώνει σωστά. Α1. Ιδανικό αέριο συμπιέζεται με τέτοιο τρόπο ώστε η εσωτερική ενέργεια των μορίων του να παραμένει σταθερή. Η ενεργός ταχύτητα των μορίων του αερίου: α) διπλασιάζεται β) παραμένει σταθερή γ) υποδιπλασιάζεται δ) τριπλασιάζεται Α2. Σε μια ισόβαρη εκτόνωση ιδανικού αερίου στη διάρκεια της οποίας V 2 = 3V 1 η σχέση των θερμοκρασιών είναι: α) Τ 2 = 3Τ 1 β) Τ 1 = Τ 2 γ) Τ 1 = 3Τ 2 T2 δ) Τ 1 = 4 Α3. Σε μια αδιαβατική μεταβολή ενός ιδανικού αερίου ισχύει: α) P V γ = σταθ. β) P γ V = σταθ. γ) γ P V = σταθ. δ) (P V)γ = σταθ. Α4. Οι γραμμομοριακές ειδικές θερμότητες υπό σταθερή πίεση και όγκο, C p και C V αντίστοιχα, και η παγκόσμια σταθερά των αερίων R συνδέονται με τη σχέση: CP α) C p = C V R β) C V + C P = R γ) R = δ) R = C p C V C V Α5. Να γράψετε στο τετράδιο σας το γράμμα κάθε πρότασης και δίπλα σε κάθε γράμμα τη λέξη Σωστό για τη σωστή πρόταση, και τη λέξη Λάθος για τη λανθασμένη. α) Οι θερμικές μηχανές μετατρέπουν την θερμότητα σε μηχανικό έργο. β) Η μέγιστη απόδοση θερμικής μηχανής είναι 100%. γ) Σε έναν κύκλο λειτουργίας, το καθαρό ποσό θερμότητας που απορροφά μια θερμική μηχανή ισούται με το ποσό θερμότητας που αποβάλλει. δ) Στην ισόθερμη εκτόνωση ιδανικού αερίου παραβιάζεται ο 2ος θερμοδυναμικός νόμος.

Η ενεργός ταχύτητα των μορίων του αερίου: α) διπλασιάζεται β) παραμένει σταθερή γ) υποδιπλασιάζεται δ) τριπλασιάζεται Α2.

2 ε) Ένα παράδειγμα θερμικής μηχανής είναι ο φούρνος μικροκυμάτων. Α1. β, Α2. α, Α3. α, Α4. δ Α5. α. Σ, β. Λ, γ. Λ, δ. Λ, ε. Λ ΘΕΜΑ Β 1. Ορισμένη ποσότητα ιδανικού αερίου (γ = 5/3) βρίσκεται σε κατάσταση ισορροπίας Α(P A, V A ). To αέριο εκτονώνεται αδιαβατικά στην κατάσταση ισορροπίας Β(P Β, V Β = 8V A ). α. Η πίεση του αερίου στην κατάσταση Β είναι: PA i. P A = 32P B ii. P B = iii. P A = 8P B 32 β. Αν η μεταβολή της εσωτερικής ενέργειας του αερίου στη μεταβολή ΑΒ είναι ΔU = 200 J τότε το έργο του αερίου είναι: i. W AB = 200 J ii. W AB = 200 J iii. W AB = 0 J 1. α. Σωστό το (ii) P A V γ A = P Β V γ Β ή P A V γ A = P Β (8V Α ) γ ή P A V γ A = P Β 8 γ V γ Α ή PA PA PA PA P B = γ (2 ) β. Σωστό το (ii) Q = ΔU + W ή 0 = ΔU + W ή W = ΔU = +200 J 2. Αν σε μια μηχανή Carnot διπλασιάσουμε ταυτόχρονα τις απόλυτες θερμοκρασίες της θερμής και της ψυχρής δεξαμενής θερμότητας, τότε ο συντελεστής απόδοσης της μηχανής: α. διπλασιάζεται β. παραμένει ίδιος γ. υποδιπλασιάζεται Σελίδα 2 από 6

P A = 32P B ii. P B = iii. P A = 8P B 32 β. Αν η μεταβολή της εσωτερικής ενέργειας του αερίου στη μεταβολή ΑΒ είναι ΔU = 200 J τότε το έργο του αερίου είναι: i. W AB = 200 J ii. W AB = 200 J iii.

3 2. Σωστό το (β) T C e = 1 T = 1 2T C 2T = 1 C T T = e 3. Ο ρυθμός P C, με τον οποίο μια θερμική μηχανή αποβάλλει θερμότητα στη ψυχρή δεξαμενή, και ο ρυθμός P, με τον οποίο η μηχανή απορροφά θερμότητα από τη θερμή δεξαμενή, συνδέονται με τη σχέση P C = 0,72P. O συντελεστής απόδοσης της μηχανής είναι: α. e = 0,28 β. e = 0,72 γ. e = 0,6 3. Σωστό το (α) QC QC e = 1 Q = 1 T Q T 0,72P e = 1 = 0,28 P PC = 1 P 4. Ποσότητα ιδανικού αερίου (C p = 5R/2, C V = 3R/2) εκτελεί διαδοχικά τις μεταβολές ΑΒ και ΒΓ. Αν ΔU ΑΒ = 300 J να συμπληρώσετε τον παρακάτω πίνακα: Q W ΔU AB BΓ Σελίδα 3 από 6

από τη θερμή δεξαμενή, συνδέονται με τη σχέση P C = 0,72P. O συντελεστής απόδοσης της μηχανής είναι: α. e = 0,28 β. e = 0,72 γ. e = 0,6 3.

4 4. Q nc p(t2 T 1) C AB p 5 ΔU nc (T T ) C 3 ή Q AB = 5 3 ΔU AB AB V 2 1 V Q AB = 500 J W AB = Q AB ΔU AB = 200 J W BΓ = 0 Q ΒΓ = ΔU ΒΓ = nc V (T 1 T 2 ) = nc V (T 2 T 1 ) = ΔU AB = 300 J ΘΕΜΑ Γ AB BΓ Q W ΔU Θερμική μηχανή λειτουργεί διαγράφοντας τον κύκλο CARNOT μεταξύ των θερμοκρασιών T = 500K και T C = 300K και σε κάθε κύκλο λειτουργίας της παράγει έργο W = 1000 J. α. Να υπολογίσετε την απόδοση της μηχανής. β. Να υπολογίσετε τη θερμότητα Q που προσφέρετε σε κάθε κύκλο λειτουργίας της μηχανής. γ. Να υπολογίσετε το ποσό θερμότητας που αποβάλλει η μηχανή σε κάθε κύκλο λειτουργίας της. δ. Αν ο όγκος του ιδανικού αερίου που χρησιμοποιεί η μηχανή κατά τη διάρκεια της ισόθερμης εκτόνωσης του τετραπλασιάζεται να υπολογίσετε σε mol την ποσότητα του αερίου. (Μονάδες 7) Δίνεται: n2 = 0,7 και R = 25 J 3 mol K TC α. e = 1 T = = 0,4, άρα απόδοση 40% β. e = W Q ή Q = Σελίδα 4 από 6 W 1000 e 0,4 = 2500 J γ. Q + Q C = W ή Q C = W Q = 1500 J V δ. Q ΑΒ = Q = nrt n B VA

Να υπολογίσετε την απόδοση της μηχανής. β. Να υπολογίσετε τη θερμότητα Q που προσφέρετε σε κάθε κύκλο λειτουργίας της μηχανής. γ.

5 Q = nrt n4 ή Q = nrt 2 n2 n = Q 2 n2 R T n = 3 7 mol ΘΕΜΑ Δ Το ιδανικό αέριο θερμικής μηχανής εκτελεί την κυκλική μεταβολή του σχήματος που ακολουθεί. α. Να βρεθεί η μεταβολή της εσωτερικής ενέργειας του αερίου κατά τη μεταβολή ΒΓ. β. Να υπολογίσετε το παραγόμενο έργο ανά κύκλο λειτουργίας της θερμικής μηχανής. γ. Να υπολογίσετε τη θερμότητα που ανταλλάσσει το αέριο με το περιβάλλον στη μεταβολή ΒΓ. δ. Να υπολογίσετε τη θερμότητα που αποβάλλεται σε κάθε κύκλο λειτουργίας της μηχανής. (Μονάδες 7) Δίνεται: C P = 5R/2 και C V = 3R/2 α. ΔU ΒΓ = nc V (T Γ Τ Β ) = n 3R 2 (T Γ Τ Β ) ΔU ΒΓ = 3 2 (nrt Γ nrτ Β ) ΔU ΒΓ = 3 2 (P ΓV Γ P B V Β ) = 0 β. W = E μβ(αβγ) = = 4, = 450 J γ. Q ΒΓ = W ΒΓ + ΔU ΒΓ = W ΒΓ Σελίδα 5 από 6

Να υπολογίσετε τη θερμότητα που αποβάλλεται σε κάθε κύκλο λειτουργίας της μηχανής. (Μονάδες 7) Δίνεται: C P = 5R/2 και C V = 3R/2 α.

6 = = 7, = 750 J 2 δ. Q C = Q ΓA = nc P (T A T Γ ) = = n 5R 2 (T A T Γ ) = 5 2 (nrt A nrt Γ ) = = 5 2 (P AV A P Γ V Γ ) = 750 J Σας ευχόμαστε επιτυχία!!! Σελίδα 6 από 6

Σχετικά έγγραφα

ΛΥΣΕΙΣ. µεταφορική κινητική ενέργεια του K η θερµοκρασία του αερίου πρέπει να: β) τετραπλασιαστεί δ) υποτετραπλασιαστεί (Μονάδες 5) δ) 0 J

ΛΥΣΕΙΣ. µεταφορική κινητική ενέργεια του K η θερµοκρασία του αερίου πρέπει να: β) τετραπλασιαστεί δ) υποτετραπλασιαστεί (Μονάδες 5) δ) 0 J ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΕΚΠ. ΕΤΟΥΣ 0-0 ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ/Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: Α ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 30// ΛΥΣΕΙΣ ΘΕΜΑ ο Οδηγία: Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό κάθε µίας από τις παρακάτω ερωτήσεις Α.- Α.4