ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β' ΛΥΚΕΙΟΥ

Transcript

1 ΣΕΙΡΑ Α ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β' ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΜΑ 1 ο Οδηγία: Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό καθεµιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις 1-4 και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. 1. Ορισµένη ποσότητα ιδανικού αερίου υφίσταται µια ισόχωρη µεταβολή κατά την οποία η πίεση του αερίου διπλασιάζεται. Τότε η θερµοκρασία του αερίου α) διπλασιάζεται β) υποδιπλασιάζεται γ) παραµένει σταθερή δ) τετραπλασιάζεται 2. Ορισµένη ποσότητα ιδανικού αερίου υφίσταται την µεταβολή ΑΒ που απεικονίζεται στο διπλανό διάγραµµα πίεσης (p) - όγκου (V). Η µεταβολή ΑΒ είναι: α) ισόθερµη συµπίεση β) ισόχωρη θέρµανση γ) ισοβαρής συµπίεση δ) ισοβαρής θέρµανση p B V 3. Όταν η πίεση ορισµένης ποσότητας ιδανικού αερίου διπλασιάζεται υπό σταθερή θερµοκρασία, τότε η µέση κινητική ενέργεια των µορίων του αερίου α) υποδιπλασιάζεται β) διπλασιάζεται γ) τετραπλασιάζεται δ) παραµένει σταθερή 4. Σε ποια από τις παρακάτω θερµοκρασίες τα µόρια ενός ιδανικού αερίου έχουν διπλάσια ενεργό ταχύτητα από αυτήν που έχουν στους 127 o C; α) 254 o C γ) 527 o C β) 1327 o C δ) 508 o C 5. Να χαρακτηρίσετε κάθε µία από τις παρακάτω προτάσεις ως σωστή (Σ) ή λανθασµένη (Λ).

2 α) Οι κρούσεις των µορίων ενός ιδανικού αερίου τόσο µεταξύ τους όσο και µε τα τοιχώµατα του δοχείου στο οποίο περιέχεται το αέριο είναι απολύτως ελαστικές. β) Οι δυνάµεις µεταξύ των µορίων των στερεών είναι πολύ ασθενείς και οι αποστάσεις µεταξύ τους πολύ µικρές. γ) Κατά την ισόχωρη ψύξη ορισµένης ποσότητας ιδανικού αερίου, η πίεση του αερίου αυξάνεται. δ) Η ισόθερµη µεταβολή ορισµένης ποσότητας ιδανικού αερίου υπακούει στο νόµο του Boyle. ε) Η αντιστρεπτή µεταβολή παριστάνεται µε µια συνεχή γραµµή σε διάγραµµα πίεσης - όγκου. ΘΕΜΑ 2 ο 1. Στο διπλανό διάγραµµα απεικονίζονται δύο ισόθερµες µεταβολές (1) και (2), ορισµένης ποσότητας ιδανικού αερίου. p p o (2) Αν η θερµοκρασία της µεταβολής (1) (1) είναι Τ 1 = 300Κ η θερµοκρασία της µεταβολής (2) είναι V o 3V o V α) Τ 2 = 900Κ β) Τ 2 = 100Κ γ) Τ 2 = 300Κ 2. Ορισµένη ποσότητα ιδανικού αερίου εκτονώνεται ισόθερµα από την κατάσταση Α στην κατάσταση Β. Αν p, ρ και p Β = πυκνότητες των καταστάσεων Α και Β αντίστοιχα τότε ισχύει: p 5, ρ Β οι πιέσεις και οι α) ρ = ρ Β β) ρ Β = 5ρ Α γ) ρ = 5ρ Β Σελίδα 2 από 4

3 3. Η µέση κινητική ενέργεια των µορίων ιδανικού αερίου το οποίο βρίσκεται σε θερµοκρασία Τ 1 είναι K 1. Αν το ίδιο αέριο βρεθεί σε θερµοκρασία Τ 2 = 4Τ 1 η µέση κινητική ενέργεια K2των µορίων θα είναι: α) K 2 = 4K 1 β) K 2 = K 1/2 γ) K 2 = 2K 1 ΘΕΜΑ 3 ο Ορισµένη ποσότητα ιδανικού αερίου περιέχεται στο κυλινδρικό δοχείο του σχήµατος υπό πίεση p = N/m 2 και θερµοκρασία Τ = 450K. Το αέριο αρχικά καταλαµβάνει όγκο V = 3L και το δοχείο φράσσεται µε έµβολο εµβαδού = m 2. α) Να υπολογίσετε τον αριθµό n των mol του αερίου που περιέχονται στο δοχείο. β) Να υπολογίσετε το µέτρο της δύναµης r F που ασκείται από το αέριο κάθετα (και οµοιόµορφα) στο έµβολο. To αέριο υποβάλλεται σε ισόθερµη εκτόνωση µέχρι ο όγκος του δοχείου να γίνει V = 5L. γ) Να υπολογίσετε τη µεταβολή της πίεσης του αερίου λόγω της παραπάνω εκτόνωσης. δ) Να παραστήσετε την παραπάνω µεταβολή σε διάγραµµα πίεσης (p) απόλυτης θερµοκρασίας (Τ) µε βαθµολογηµένους άξονες. (Μονάδες 8) ίνονται: 1L = 10-3 m 3 και η παγκόσµια σταθερά των ιδανικών αερίων R = 25 3 J/mol K. Σελίδα 3 από 4

4 ΘΕΜΑ 4 ο Ποσότητα n = 3 mol ιδανικού αέριου βρίσκεται στην κατάσταση Α, υπό 5 N -2 3 πίεση p = 4 10 και όγκο V = 2 10 m. m 2 Το αέριο εκτελεί διαδοχικά τις παρακάτω µεταβολές: i. ΑΒ: ισόχωρη ψύξη µέχρι να υποτετραπλασιαστεί η θερµοκρασία του ii. ΒΓ: ισόθερµη συµπίεση µέχρι η πίεση του να γίνει ίση µε την πίεση της κατάστασης Α (p Γ = p ) iii ΓΑ: ισοβαρής µεταβολή µέχρι να επανέλθει στην αρχική του κατάσταση α) Να υπολογίσετε την αρχική θερµοκρασία Τ Α του αερίου. β) Να σχεδιάσετε τις παραπάνω µεταβολές σε διάγραµµα πίεσης όγκου (p- V) και πίεσης απόλυτης θερµοκρασίας (p-t). (Μονάδες 8) γ) Να υπολογίσετε τον λόγο των ενεργών ταχυτήτων των µορίων του αερίου υεν(α) στις καταστάσεις Α και Β,. υ εν(β) δ) Σε ποια κατάσταση του αερίου το αέριο εµφανίζει την µέγιστη πυκνότητα του; Ποια είναι η τιµή της; (Μονάδες 7) ίνονται: Η γραµµοµοριακή µάζα του αερίου Μ = Kg/mol και η παγκόσµια σταθερά των ιδανικών αερίων R = 25 3 J/mol K. Σας ευχόµαστε επιτυχία!!! Σελίδα 4 από 4

5 ΣΕΙΡΑ Β ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β' ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΜΑ 1 ο Οδηγία: Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό καθεµιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις 1-4 και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. 1. Ορισµένη ποσότητα ιδανικού αερίου υφίσταται µια ισόθερµη µεταβολή κατά την οποία η πίεση του αερίου διπλασιάζεται. Τότε ο όγκος του αερίου α) διπλασιάζεται γ) τετραπλασιάζεται β) υποδιπλασιάζεται δ) παραµένει σταθερός 2. Ορισµένη ποσότητα ιδανικού αερίου υφίσταται την µεταβολή ΑΒ που απεικονίζεται στο διπλανό διάγραµµα όγκου (V) απόλυτης θερµοκρασίας (Τ). Η µεταβολή ΑΒ είναι: α) ισόθερµη συµπίεση β) ισοβαρής θέρµανση γ) ισόχωρη θέρµανση δ) ισόθερµη εκτόνωση V B T 3. Όταν η πίεση ορισµένης ποσότητας ιδανικού αερίου τετραπλασιάζεται υπό σταθερό όγκο, τότε η ενεργός ταχύτητα των µορίων του αερίου α) παραµένει σταθερή γ) τετραπλασιάζεται β) υποδιπλασιάζεται δ) διπλασιάζεται 4. Σε ποια από τις παρακάτω θερµοκρασίες τα µόρια ενός ιδανικού αερίου έχουν διπλάσια µέση κινητική ενέργεια από αυτήν που έχουν στους 127 o C; α) 527 o C γ) 1327 o C β) 508 o C δ) 254 o C 5. Να χαρακτηρίσετε κάθε µία από τις παρακάτω προτάσεις ως σωστή (Σ) ή λανθασµένη (Λ). α) Τα µόρια ενός ιδανικού αερίου συµπεριφέρονται ως µικροσκοπικές σφαίρες (χωρίς εσωτερική δοµή) που βρίσκονται σε διαρκή και άτακτη κίνηση.

6 β) Οι δυνάµεις µεταξύ των µορίων των αερίων είναι πολύ ασθενείς και οι αποστάσεις µεταξύ τους πολύ µικρές. γ) Κατά την ισοβαρή εκτόνωση ορισµένης ποσότητας ιδανικού αερίου, η θερµοκρασία του αερίου µειώνεται. δ) Η ισόχωρη µεταβολή ορισµένης ποσότητας ιδανικού αερίου υπακούει στο νόµο του Charles. ε) Κάθε κατάσταση θερµοδυναµικής ισορροπίας παριστάνεται µε ένα σηµείο σε διάγραµµα πίεσης - όγκου. ΘΕΜΑ 2 ο 1. Στο διπλανό διάγραµµα απεικονίζονται δύο ισόθερµες µεταβολές (1) και (2), ορισµένης ποσότητας ιδανικού αερίου. p p o (2) Αν η θερµοκρασία της µεταβολής (1) (1) είναι Τ 1 = 200Κ η θερµοκρασία της µεταβολής (2) είναι V o 2V o V α) Τ 2 = 100Κ β) Τ 2 = 400Κ γ) Τ 2 = 200Κ 2. Ορισµένη ποσότητα ιδανικού αερίου συµπιέζεται ισόθερµα από την κατάσταση Α στην κατάσταση Β. Αν p, ρ και p Β = 2p, ρ Β οι πιέσεις και οι πυκνότητες των καταστάσεων Α και Β αντίστοιχα τότε ισχύει: α) ρ Β = 2ρ β) ρ = 2ρ Β γ) ρ Β = ρ Α Σελίδα 2 από 4

7 3. Η ενεργός ταχύτητα των µορίων ιδανικού αερίου το οποίο βρίσκεται σε θερµοκρασία Τ 1 είναι υ εν(1). Αν το ίδιο αέριο βρεθεί σε θερµοκρασία Τ 2 = 4Τ 1 η ενεργός ταχύτητα υ εν(2) των µορίων θα είναι: α) υ εν(2) = 4υ εν(1) β) υ εν(2) = 2υ εν(1) γ) υ εν(2) = υ εν(1) /2 ΘΕΜΑ 3 ο Ορισµένη ποσότητα ιδανικού αερίου περιέχεται στο κυλινδρικό δοχείο του σχήµατος υπό πίεση p = N/m 2 και θερµοκρασία Τ = 600K. Το αέριο αρχικά καταλαµβάνει όγκο V = 2L και το δοχείο φράσσεται µε έµβολο εµβαδού = m 2. α) Να υπολογίσετε τον αριθµό n των mol του αερίου που περιέχονται στο δοχείο. β) Να υπολογίσετε το µέτρο της δύναµης r F που ασκείται από το αέριο κάθετα (και οµοιόµορφα) στο έµβολο. To αέριο υποβάλλεται σε ισόθερµη εκτόνωση µέχρι ο όγκος του δοχείου να γίνει V = 10L. γ) Να υπολογίσετε τη µεταβολή της πίεσης του αερίου λόγω της παραπάνω εκτόνωσης. δ) Να παραστήσετε την παραπάνω µεταβολή σε διάγραµµα πίεσης (p) απόλυτης θερµοκρασίας (Τ) µε βαθµολογηµένους άξονες. (Μονάδες 8) ίνονται: 1L = 10-3 m 3 και η παγκόσµια σταθερά των ιδανικών αερίων R = 25 3 J/mol K. Σελίδα 3 από 4

8 ΘΕΜΑ 4 ο Ποσότητα n = 6 mol ιδανικού αέριου βρίσκεται στην κατάσταση Α, υπό 5 N -2 3 πίεση p = 5 10 και όγκο V m 2 = 3 10 m. Το αέριο εκτελεί διαδοχικά τις παρακάτω µεταβολές: i. ΑΒ: ισόχωρη ψύξη µέχρι να υποτετραπλασιαστεί η θερµοκρασία του ii. ΒΓ: ισόθερµη συµπίεση µέχρι η πίεση του να γίνει ίση µε την πίεση της κατάστασης Α (p Γ = p ) iii ΓΑ: ισοβαρής µεταβολή µέχρι να επανέλθει στην αρχική του κατάσταση α) Να υπολογίσετε την αρχική θερµοκρασία Τ Α του αερίου. β) Να σχεδιάσετε τις παραπάνω µεταβολές σε διάγραµµα πίεσης όγκου (p- V) και πίεσης απόλυτης θερµοκρασίας (p-t). (Μονάδες 8) γ) Να υπολογίσετε τον λόγο των ενεργών ταχυτήτων των µορίων του αερίου υεν(α) στις καταστάσεις Α και Β,. υ εν(β) δ) Σε ποια κατάσταση του αερίου το αέριο εµφανίζει την µέγιστη πυκνότητα του; Ποια είναι η τιµή της; (Μονάδες 7) ίνονται: Η γραµµοµοριακή µάζα του αερίου Μ = 2, Kg/mol και η παγκόσµια σταθερά των ιδανικών αερίων R = 25 3 J/mol K. Σας ευχόµαστε επιτυχία!!! Σελίδα 4 από 4