ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΕΝΔΟΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ B ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΕΥΤΕΡΑ 5 ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΥ 009 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ: ΕΞΙ (6) ΘΕΜΑ 1ο Α. Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. 1. Η θερμοκρασία ορισμένης ποσότητας αερίου υποδιπλασιάζεται και η πυκνότητά του παραμένει σταθερή. Η πίεση του αερίου: α) μένει σταθερή. β) διπλασιάζεται. γ) υποδιπλασιάζεται. δ) τετραπλασιάζεται.. Η πίεση ορισμένης ποσότητας αερίου διπλασιάζεται υπό σταθερή θερμοκρασία. Ο όγκος του αερίου: α) διπλασιάζεται. β) μένει σταθερός. γ) υποδιπλασιάζεται. δ) τετραπλασιάζεται. 3. Ορισμένη ποσότητα ιδανικού αερίου βρίσκεται σε δοχείο σταθερού όγκου. Με θέρμανση διπλασιάζουμε την πίεση του αερίου. Η μέση κινητική ενέργεια των μορίων του αερίου: α) μένει σταθερή. β) διπλασιάζεται. γ) υποδιπλασιάζεται. δ) υποτετραπλασιάζεται. ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ
ΑΡΧΗ ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ 4. Ορισμένη ποσότητα ιδανικού αερίου βρίσκεται σε κατάσταση Α. Με κατάλληλη διαδικασία διπλασιάζουμε την πίεση και τον όγκο του αερίου. Η ενεργός ταχύτητα των μορίων: α) διπλασιάζεται β) τετραπλασιάζεται γ) υποδιπλασιάζεται δ) μένει σταθερή 5. Ορισμένη ποσότητα αερίου υπόκειται σε ισοβαρή μεταβολή, με αποτέλεσμα να τριπλασιαστεί ο όγκος του. Η εσωτερική ενέργεια του αερίου: α) τριπλασιάζεται. β) υποτριπλασιάζεται. γ) εννιαπλασιάζεται. δ) παραμένει σταθερή. Β. 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. α. Σε μία ισόθερμη εκτόνωση όλο το ποσό της θερμότητας που απορροφά το αέριο μετατρέπεται σε μηχανικό έργο. β. Σε μία ισοβαρή μεταβολή η εσωτερική ενέργεια του αερίου δε μεταβάλλεται. γ. Σε μία ισόχωρη θέρμανση όλο το ποσό της θερμότητας που απορροφά το αέριο χρησιμοποιείται για την αύξηση της εσωτερικής του ενέργειας. δ. Σε μία αδιαβατική εκτόνωση η εσωτερική ενέργεια του αερίου μειώνεται. ε. Σε μία κυκλική μεταβολή η μεταβολή της εσωτερικής ενέργειας του αερίου είναι ίση με μηδέν. Μονάδες 5 ΤΕΛΟΣ ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ
ΘΕΜΑ ο Α. Στο διπλανό διάγραμμα φαίνονται οι τέσσερις μεταβολές μιας κυκλικής θερμοδυναμικής διεργασίας στην οποία υποβάλλεται μια ορισμένη ποσότητα ιδανικού αερίου. ΑΡΧΗ 3ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ 1. Το συνολικό έργο που αντάλλαξε το αέριο με το περιβάλλον του είναι: α) 4800 J β) 400 J γ) 100 J δ) 600 J Δικαιολογήστε. Μονάδες 5. Για τις θερμοκρασίες Τ Α και Τ Γ των καταστάσεων Α και Γ ισχύει: α) Τ Α = Τ Γ β) Τ Α > Τ Γ γ) Τ Α < Τ Γ Δικαιολογήστε. Μονάδες 5 Β. Στο διπλανό διάγραμμα παριστάνεται μια ισόχωρη θέρμανση Α Β και μια ισοβαρής εκτόνωση Α Γ της ίδιας ποσότητας ιδανικού αερίου. Για τις θερμότητες Q AB και Q ΑΓ ισχύει: α) Q AB = 0 β) Q AB > Q ΑΓ γ) Q AB = Q ΑΓ δ) Q AΓ = γ Q AB, C p όπου γ = C V Ποια από τις παραπάνω σχέσεις είναι η σωστή; ΤΕΛΟΣ 3ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ P Ν m 8 10 5 4 10 5 Δ Γ A B 0 3 10-3 6 10-3 V(m 3 ) Ρ Τ Α Β Τ 0 V Γ
ΑΡΧΗ 4ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Δικαιολογήστε την απάντησή σας. Μονάδες 7 Γ. Ορισμένη ποσότητα ιδανικού αερίου υποβάλλεται στις εξής δύο διαδοχικές αντιστρεπτές μεταβολές. Α Β: Ισοβαρής θέρμανση από θερμοκρασία Τ 0 σε θερμοκρασία 4Τ 0. Β Γ: Αδιαβατική εκτόνωση μέχρι την αρχική θερμοκρασία Τ 0. α) Να σχεδιάσετε ποιοτικά τις παραπάνω μεταβολές σε κοινό διάγραμμα P-V. Μονάδες 3 W β) Ο λόγος των έργων WB Γ ίσος με: ι) 1 ιι) 3 A B στις παραπάνω μεταβολές είναι Επιλέξτε και δικαιολογήστε την επιλογή σας. ιιι) 4 ιν) 3 3 R Θεωρήστε γνωστό ότι C V =. Μονάδες 5 ΘΕΜΑ 3ο Ποσότητα ιδανικού αερίου βρίσκεται αρχικά στην κατάσταση Α με πίεση Ρ Α = atm, όγκο V A = 4L και απόλυτη θερμοκρασία Τ Α = 400 K. To αέριο υφίσταται τις εξής διαδοχικές μεταβολές: - Από την κατάσταση Α μεταβαίνει ισόχωρα σε κατάσταση Β διπλασιάζοντας την πίεση του. - Από την κατάσταση Β μεταβαίνει ισόθερμα σε κατάσταση Γ, όπου αποκτά πάλι την αρχική του πίεση. - Από την κατάσταση Γ επιστρέφει ισοβαρώς στην αρχική του κατάσταση. Α. Να βρείτε τις τιμές πίεσης, όγκου και απόλυτης θερμοκρασίας του αερίου στις καταστάσεις Β και Γ. ΤΕΛΟΣ 4ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ
ΑΡΧΗ 5ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ υενα Β.1 Να βρείτε των λόγο των ενεργών ταχυτήτων των μορίων υενβ του αερίου στις καταστάσεις Α και Β Μονάδες 3 Β. Να βρείτε τον λόγο των μέσων κινητικών ενεργειών των μορίων Κ Α του στις καταστάσεις Α και Γ Μονάδες 3 Κ Γ Γ. Να γίνουν οι γραφικές παραστάσεις που αντιπροσωπεύουν τις παραπάνω μεταβολές Γ.1. σε κοινό διάγραμμα πίεσης όγκου (P-V) Γ.. σε κοινό διάγραμμα πίεσης απόλυτης θερμοκρασίας (Ρ-Τ), με βαθμολογημένους άξονες και στα δύο διαγράμματα. Μονάδες 6 Δ. Να υπολογιστεί ο συντελεστής απόδοσης μιας θερμικής μηχανής που εργάζεται με τον παραπάνω κύκλο. Μονάδες 9 3 R Δίνονται: C v =, 1atm = 10 5 N/m 4 =0,139 και ln = 0,7 9 ΘΕΜΑ 4ο Μία ποσότητα ιδανικού αερίου βρίσκεται στην κατάσταση ισορροπίας P Α με όγκο V A = 5m 3 και πίεση P A = 10 5 N/m. To αέριο πραγματοποιεί A B την κυκλική μεταβολή που παριστάνεται στο διάγραμμα P-V του Γ σχήματος. Κατά την ισοβαρή μεταβολή ΑΒ η V θερμοκρασία του αερίου διπλασιάζεται. Η μεταβολή ΒΓ είναι αδιαβατική εκτόνωση, ενώ η ΓΑ είναι ισόθερμη συμπίεση. Να βρεθεί: α) ο όγκος του αερίου στην κατάσταση Β β) η θερμότητα Q AB Μονάδες 5 ΤΕΛΟΣ 5ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ
ΑΡΧΗ 6ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ ΔU AB γ) ο λόγος Μονάδες 5 ΔU ΒΓ δ) ο όγκος του αερίου στην κατάσταση Γ Μονάδες 7 ε) η απόδοση μίας μηχανής Carnot που θα λειτουργούσε ανάμεσα στη μέγιστη και στην ελάχιστη θερμοκρασία του παραπάνω κύκλου. Δίνεται για το αέριο: C V = 3 R ΟΔΗΓΙΕΣ (για τους εξεταζόμενους) 1. Στο τετράδιο να γράψετε μόνο τα προκαταρκτικά (ημερομηνία, κατεύθυνση, εξεταζόμενο μάθημα). Να μην αντιγράψετε τα θέματα στο τετράδιο.. Να γράψετε το ονοματεπώνυμό σας στο πάνω μέρος των φωτοαντιγράφων, αμέσως μόλις σας παραδοθούν. Καμιά άλλη σημείωση δεν επιτρέπεται να γράψετε. Κατά την αποχώρησή σας να παραδώσετε μαζί με το τετράδιο και τα φωτοαντίγραφα. 3. Να απαντήσετε στο τετράδιό σας σε όλα τα θέματα. 4. Να γράψετε τις απαντήσεις σας μόνο με μπλε ή μόνο με μαύρο στυλό. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μολύβι μόνο για σχέδια, διαγράμματα και πίνακες. 5. Κάθε απάντηση επιστημονικά τεκμηριωμένη είναι αποδεκτή. 6. Διάρκεια εξέτασης: τρεις (3) ώρες μετά τη διανομή των φωτοαντιγράφων. 7. Χρόνος δυνατής αποχώρησης: μία (1) ώρα μετά τη διανομή των θεμάτων. ΚΑΛΗ ΕΠΙΤΥΧΙΑ ΤΕΛΟΣ ΜΗΝΥΜΑΤΟΣ ΤΕΛΟΣ 6ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ