ΑΝΑΚΕΦΑΛΑΙΩΤΙΚΕΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ- ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ 1. Ποιες από τις επόµενες προτάσεις που αναφέρονται στο έργο αερίου, είναι σωστές; α. Όταν το αέριο εκτονώνεται, το έργο του είναι θετικό. β. Όταν ο όγκος του αερίου δεν µεταβάλλεται, το έργο του είναι µηδέν. γ. Στην αντιστρεπτή ισόχωρη µεταβολή ιδανικού αερίου το έργο του είναι πάντα διάφορο του µηδενός. δ. σε µια αντιστρεπτή µεταβολή το έργο του αερίου µπορεί να υπολογιστεί από το διάγραµµα Ρ-V 2. Σε µια ισόθερµη εκτόνωση µιας ποσότητας ιδανικού αερίου: α. Η πίεση του αυξάνεται β. η εσωτερική του ενέργεια µειώνεται γ. αυξάνει την εσωτερική του ενέργεια. 3. Στην αδιαβατική αντιστρεπτή µεταβολή ιδανικού αερίου: α) η πίεση του αερίου αυξάνεται. β) η εσωτερική του ενέργεια παραµένει σταθερή. γ) το πηλίκο PV/T παραµένει σταθερό. δ) το παραγόµενο έργο είναι µηδέν 4.
. 5. Σε µια ισόχωρη ψύξη το αέριο : α) αυξάνει την εσωτερική του ενέργεια. β) αποδίδει στο περιβάλλον ενέργεια µε την µορφή θερµότητας. γ) απορροφά από το περιβάλλον ενέργεια µε την µορφή έργου. δ) αποδίδει στο περιβάλλον έργο ίσο µε τη θερµότητα που απορροφά. 6. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές και ποιες λάθος; α) Σε µια ισόθερµη εκτόνωση ισχύει Q=W β) Σε µια ισόχωρη εκτόνωση ισχύει Q= U γ) Σε µια κυκλική µεταβολή ισχύει Q=- W 7. Στην αδιαβατική αντιστρεπτή µεταβολή ιδανικού αερίου: α) η πίεση παραµένει σταθερή β) ο όγκος παραµένει σταθερός. γ) το αέριο δεν ανταλλάσσει θερµότητα µε το περιβάλλον. δ) η θερµοκρασία παραµένει σταθερή 8.
9.Ένα αέριο βρίσκεται στην κατάσταση Α (P 0,V 0,T 0 ) και παθαίνει τις εξής διαδοχικές µεταβολές: Α Β :ισόθερµη εκτόνωση µέχρι τριπλασιασµού του όγκου του, Β Γ :ισόχωρη ψύξη, Γ Α :αδιαβατική συµπίεση. Να βρεθούν οι τιµές P, V, T σε κάθε κατάσταση και να γίνουν τα διαγράµµατα Ρ = f (V), Ρ = f (Τ), V = f (T). ίνεται 3 γ =6. 10.Ορισµένη µάζα ενός ιδανικού αερίου πραγµατοποιεί τις παρακάτω διαδοχικές µεταβολές: Α Β : µια ισοβαρή εκτόνωση απ την αρχική κατάσταση (P Α =10 5 Nt/m 2, V A =10lt,T A =300 0 K) µέχρι διπλασιασµού του αρχικού όγκου του, Β Γ : µια ισόθερµη εκτόνωση µέχρι τετραπλασιασµού του αρχικού όγκου V A, Γ : µια ισοβαρή συµπίεση µέχρι της κατάστασης Α. Α : µια ισόθερµη συµπίεση µέχρι της αρχικής κατάστασης Α. Να βρεθούν οι τιµές P, V, T στις καταστάσεις και Γ και να γίνουν τα διαγράµµατα Ρ = f (V), Ρ = f (Τ), V = f (T). (ΑΠ. P =0,5.10 5 Nt/m 2, V =20lt,T =300 0 K P Γ =0,5.10 5 Nt/m 2, V Γ =40lt,T =600 0 K) 11. Το διάγραµµα του διπλανού σχήµατος παριστάνει την κυκλική µεταβολή ιδανικού αερίου. Να βρεθεί και να δικαιολογηθεί το είδος των µεταβολών. Να γίνουν τα διαγράµµατα P V και P - T. 12. Ιδανικό αέριο µε αρχικές συνθήκες P 1 =10 5 Nt/m 2, V 1 =9.10-3 m 3 και T 1 =600 0 K παθαίνει ισόθερµη συµπίεση µέχρις ότου τριπλασιαστεί η πίεση του. Μετά ψύχεται ισόχωρα µέχρι την αρχική τιµή πίεσής του και τελικά κάτω από σταθερή πίεση θερµαίνεται µέχρι τριπλασιασµού του όγκου του. Να βρεθεί η θερµοκρασία του στην αρχή της τρίτης µεταβολής και το έργο σ αυτή την τρίτη µεταβολή. Να γίνουν τα διαγράµµατα Ρ = f (V), Ρ = f (Τ), V = f (T). (Απ. Τ = 200 0 Κ, W 3 = 600Joule) 13. Aέριο πραγµατοποιεί τις παρακάτω διαδοχικές µεταβολές: Α Β : αδιαβατική εκτόνωση µέχρι τριπλασιασµού του όγκου του, Β Γ : ισοβαρή εκτόνωση, Γ Α : ισόθερµη συµπίεση.
Αν η κατάσταση Α αντιστοιχεί σε πίεση P 1 =24.10 5 Nt/m 2, όγκο V 1 =10-3 m 3 και θερµοκρασία T 1 =800 0 K, να υπολογιστούν οι τιµές Ρ, V, T στις καταστάσεις Β και Γ και να γίνουν τα διαγράµµατα P V, V-T και P-T. ίνεται 3 γ =6, όπου γ=cp/cv. (Απ. P Β =4.10 5 Nt/m 2, V Β =6.10-3 m 3 και T Β =400 0 K P Γ =4.10 5 Nt/m 2, T Γ =400 0 K ) 14. Ορισµένη µάζα ενός ιδανικού αερίου παθαίνει την µεταβολή ΑΒ που φαίνεται στο σχήµα. Η θερµοκρασία του αερίου στην κατάσταση Α είναι Τ 1 =420 0 Κ. α. είξτε ότι οι καταστάσεις Α και Β βρίσκονται στην ίδια ισόθερµη. β. Αν για την µεταβολή Α Β προσφέρθηκε στο αέριο ενέργεια µέσω έργου 200Joule, να βρείτε το έργο που χρειάζεται για να µεταβεί το αέριο από την κατάσταση Α στην κατάσταση Β ισόθερµα. (Απ. W Α Β =-150ln3 joule) 15. Iδανικό αέριο πραγµατοποιεί τις παρακάτω διαδοχικές µεταβολές: Α Β : ισόχωρη θέρµανση ( T A =300 0 K έως T Β =600 0 K ) Β Γ : ισόθερµη εκτόνωση, Γ Α : ισοβαρή συµπίεση. Να βρεθεί το έργο που παράγει το αέριο κατά την κυκλική µεταβολή. ίνονται :n=1/r και ln2=0,7 (Απ. 120joule) 16. Ένα αέριο βρίσκεται σε µια κατάσταση Α (V 0 ) από την οποία εκτονώνεται ισόθερµα µέχρι τριπλασιασµού του όγκου του και κατόπιν συµπιέζεται ισοβαρώς απορροφώντας ενέργεια ίση µε την ενέργεια που έδωσε κατά την εκτόνωση του. Να υπολογιστεί ο όγκος της τελικής του κατάστασης. 17. Ορισµένη µάζα ενός ιδανικού αερίου εκτονώνεται ισόθερµα µέχρι υποδιπλασιασµού της πίεσης του και κατόπιν συµπιέζεται ισοβαρώς δαπανώντας τόσο έργο, όσο παρήγαγε κατά την ισόθερµη εκτόνωση του. Αν αρχικά το αέριο ήταν σε θερµοκρασία Τ Α = 300 0 Κ, να βρεθεί η θερµοκρασία της τελικής του κατάστασης. ίνεται ln2 = 0,7 (Απ. 90 0 Κ) 18. Iδανικό αέριο εκτονώνεται αδιαβατικά από την κατάσταση Α (P Α, V Α, T Α ) την στην κατάσταση Β(P Β, V Β, T Β ). Στην συνέχεια µε ισόχωρη θέρµανση επανέρχεται στην αρχική του θερµοκρασία Τ Α. α)να παραστήσετε τις µεταβολές σε άξονες P-V, V-T, P-T
β) Αν το παραγόµενο έργο στην εκτόνωση είναι 1260 Joule, να βρείτε το ποσό που προσφέρθηκε στην ισόχωρη µεταβολή. ίνεται : 1 cal = 4,2Joule (Απ. 300 cal) 19. Iδανικό αέριο πραγµατοποιεί τις παρακάτω διαδοχικές µεταβολές: α. Θερµαίνεται µε σταθερό όγκο µέχρι να τριπλασιαστεί η πίεση του. β. Εκτονώνεται ισόθερµα µέχρι η πίεση του να γίνει η αρχική γ. Συµπιέζεται µε σταθερή πίεση µέχρι να επανέλθει στην αρχική κατάσταση. Κατά την ισόχωρη µεταβολή προσφέρεται στο αέριο θερµότητα 900J. Να βρείτε το έργο κατά την ισοβαρή συµπίεση και κατά την ισόθερµη εκτόνωση. ίνεται γ = 5/3 (Απ. W 1 = -600J, W 2 = 900ln3 J)