Γιώργος Νάνος Φυσικός MSc ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ & ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ. Φυσική. Θετικής & Τεχνολογικής Κατεύθυνσης. Ενιαίου Λυκείου

MSc ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ & ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ Φυσική Θετικής & Τεχνολογικής Κατεύθυνσης Β Ενιαίου Λυκείου

Φυσική Λυκείου Θετικής & Τεχνολογικής Κατεύθυνσης Περιεχόμενα * ΚΕΦΑΛΑΙΟ : Κινητική Θεωρία Αέριων ΕΝΟΤΗΤΑ Νόμοι Αέριων Καταστατική Εξίσωση ΕΝΟΤΗΤΑ Κινητική Θεωρία Αέριων 8 ΚΕΦΑΛΑΙΟ : Θερμοδυναμική ΕΝΟΤΗΤΑ Θερμοδυναμική Ισορροπία Αντιστρεπτές Μεταβολές ΕΝΟΤΗΤΑ 4 Έργο Θερμότητα Εσωτερική Ενέργεια 5 ΕΝΟΤΗΤΑ 5 ος Θερμοδυναμικός Νόμος ΕΝΟΤΗΤΑ 6 ραμμομοριακές Ειδικές Θερμότητες 8 ΕΝΟΤΗΤΑ 7 ος Θερμοδυναμικός Νόμος Θερμικές Μηχανές Μηχανή Carnot 4 ΚΕΦΑΛΑΙΟ : Ηλεκτρικό Πεδίο ΕΝΟΤΗΤΑ 8 Δυναμική Ενέργεια Πολλών Σημειακών Φορτίων 4 ΕΝΟΤΗΤΑ 9 Κινήσεις Φορτισμένων Σωματιδίων σε Ομογενές Ηλ/στατικό Πεδίο 5 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Μαγνητικό Πεδίο ΕΝΟΤΗΤΑ Κινήσεις Φορτισμένων Σωματιδίων σε Ομογενές Μαγνητικό Πεδίο 6 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Ηλεκτρομαγνητική Επαγωγή ΕΝΟΤΗΤΑ Ηλεκτρομαγνητική Επαγωγή Ευθύγραμμος Αγωγός κινούμενος σε Ομογενές Μαγνητικό Πεδίο 66 ΕΝΟΤΗΤΑ Ο Κανόνας του Lenz Στρεφόμενος Αγωγός 74 ΕΝΟΤΗΤΑ Εναλλασσόμενη Τάση & Ρεύμα 79 ΕΝΟΤΗΤΑ 4 Αμοιβαία Επαγωγή & Αυτεπαγωγή 84 «Είναι ευκολότερο να αποφοιτήσει κανείς παρά να μάθει» Robert Half

Κεφάλαιο Κινητική Θεωρία Αέριων Νόμοι Αέριων Καταστατική Εξίσωση Ενότητα Βασικές Ερωτήσεις Θεωρίας. Ποιες είναι οι βασικές ιδιότητες των μορίων των αερίων;. Ποια μελέτη φαινομένου λέγεται μακροσκοπική και ποια μικροσκοπική; Ποια φυσικά μεγέθη απαιτούνται για την μακροσκοπική περιγραφή ενός αεριού;. Να διατυπώσετε τον νόμο του oyle. Ποια μεταβολή ονομάζετε ισόθερμη και πως πραγματοποιείτε πειραματικά; Να αποδώσετε γραφικά τον νόμο του oyle για δυο θερμοκρασίες ιδανικού αερίου Τ < Τ. 4. Να διατυπώσετε τον νόμο του Charles. Ποια μεταβολή ονομάζετε ισόχωρη και πως πραγματοποιείτε πειραματικά; Να αποδώσετε γραφικά τον νόμο του Charles για δυο όγκους ιδανικού αερίου <. 5. Να διατυπώσετε τον νόμο του Gay-Lussac. Ποια μεταβολή ονομάζετε ισοβαρής και πως πραγματοποιείτε πειραματικά; Να αποδώσετε γραφικά τον νόμο του Gay-Lussac για δυο πιέσεις ιδανικού αερίου <. 6. Ποια είναι η μαθηματική διατύπωση της καταστατικής εξίσωσης ιδανικού αεριού; 7. Ποιος είναι ο μακροσκοπικός ορισμός του ιδανικού αεριού; Ερωτήσεις, Ασκήσεις, Προβλήματα Σχολικού Βιβλίου Σελίδα Σελ. 6 Ερωτήσεις.,.,.,.4,.5,.7,.8 Σελ. Παράδειγμα - Σελ. Παράδειγμα - Σελ. 9 Ασκήσεις.9,.,.6 Σελ. Προβλήματα.,.,.,.,.4,.5,.6

Κεφάλαιο Κινητική Θεωρία Αέριων Ερωτήσεις Θεωρίας. Στο διπλανό σχήμα παριστάνονται δυο ισοβαρείς μεταβολές ορισμένης ποσότητας ιδανικού αερίου που αντιστοιχούν σε δυο διαφορετικές πιέσεις και. Ποία από τις πιέσεις αυτές είναι μεγαλύτερη; Nα αιτιολογήσετε την απάντηση σας.. Στο διπλανό σχήμα παριστάνονται δυο ισόχωρες μεταβολές ορισμένης ποσότητας ιδανικού αερίου. ια ποια από τις δυο αυτές μεταβολές ο όγκος είναι μεγαλύτερος; Nα αιτιολογήσετε την απάντηση σας.. Ορισμένη ποσότητα ιδανικού αερίου υφίσταται τις μεταβολές ΑΒ, Α και ΑΔ που απεικονίζονται στο διπλανό διάγραμμα. α) Ποιος νόμος ισχύει σε κάθε μια από αυτές τις μεταβολές; β) Ποιο από τα μεγέθη, και Τ παραμένει σταθερό σε κάθε μια από τις παραπάνω μεταβολές; γ) Να παραστήσετε τις μεταβολές ΑΒ, Α και ΑΔ σε διάγραμμα -T. 4. Μια ποσότητα ιδανικού αερίου θερμαίνεται από τους θ =7 C μέχρι τους θ =9 C υπό σταθερή πίεση. Πόσο % αυξήθηκε ο όγκος του αερίου; 5. Μια ποσότητα ιδανικού αερίου εκτονώνεται σύμφωνα με το νόμο =σταθ. Το αέριο αυτό θερμαίνεται ή ψύχεται; Ερωτήσεις Πολλαπλής Επιλογής. Η καταστατική εξίσωση ενός πραγματικού αερίου προσεγγίζει πιο πολύ την καταστατική εξίσωση του ιδανικού αερίου όταν: α) η θερμοκρασία είναι υψηλή. β) η θερμοκρασία είναι χαμηλή. γ) η θερμοκρασία και η πίεση είναι χαμηλές. δ) η θερμοκρασία είναι υψηλή και η πίεση χαμηλή. ε) η θερμοκρασία είναι χαμηλή και η πίεση υψηλή.. Απόλυτο μηδέν ονομάζεται η θερμοκρασία: α) 7 Κ β) C γ) -7 C δ) -7 Κ. Όταν η πίεση ορισμένης ποσότητας ιδανικού αερίου διπλασιάζεται υπό σταθερό όγκο, τότε η πυκνότητα του αερίου: α) διπλασιάζεται β) υποδιπλασιάζεται γ) τετραπλασιάζεται δ) παραμένει σταθερή 4. Η πίεση ορισμένης ποσότητας ιδανικού αερίου είναι αρχικά. Αν ο όγκος του αερίου υποδιπλασιαστεί και ταυτόχρονα η απόλυτη θερμοκρασία του τετραπλασιαστεί, τότε η πίεση του γίνεται α) / β) γ) /8 δ) 8 [Εξετάσεις ] 5. Η μεταβολή ΑΒ που παρουσιάζεται στο διάγραμμα πίεσης όγκου του σχήματος περιγράφει: α) ισόθερμη εκτόνωση β) ισόχωρη ψύξη γ) ισοβαρή συμπίεση δ) ισόχωρη θέρμανση [Εξετάσεις ] 6. Σε ένα ταξίδι η θερμοκρασία του αέρα στο εσωτερικό των ελαστικών αυξήθηκε. Αν υποθέσουμε ότι ο όγκος των ελαστικών παρέμεινε σταθερός σε όλη τη διάρκεια του ταξιδιού, τότε η πίεση του αέρα των ελαστικών: α) μειώθηκε β) παρέμεινε σταθερή γ) αυξήθηκε Να αιτιολογήσετε την επιλογή σας. [Εξετάσεις ] 7. Στο διάγραμμα - του διπλανού σχήματος δίνονται οι μεταβολές ΑΒ και Δ ορισμένης ποσότητας ιδανικού αερίου. Οι ίδιες μεταβολές σε άξονες - παριστάνονται με το διάγραμμα:

Κεφάλαιο Κινητική Θεωρία Αέριων 8. Η μεταβολή ΑΒΔΑ ενός ιδανικού αερίου που παριστάνεται στο διάγραμμα -Τ του διπλανού σχήματος, σε άξονες - παριστάνεται με το διάγραμμα: 9. Σε μια μεταβολή ορισμένης ποσότητας ιδανικού αερίου, η θερμοκρασία Τ παραμένει σταθερή, ενώ η πίεση του αερίου υποδιπλασιάζεται. Τότε ο όγκος του αερίου: α) υποδιπλασιάζεται β) υποτετραπλασιάζεται γ) διπλασιάζεται δ) τετραπλασιάζεται [Εξετάσεις ]. Η μεταβολή ΑΒΑ ενός ιδανικού αερίου που παριστάνεται στο διάγραμμα - του διπλανού σχήματος, σε άξονες -Τ παριστάνεται με το διάγραμμα:. Το ευθύγραμμο τμήμα ΑΒ στο διπλανό διάγραμμα - αντιστοιχεί σε μια: α) ισόχωρη μεταβολή β) ισόθερμη μεταβολή γ) ισοβαρή μεταβολή δ) μεταβολή όπου μεταβάλλονται και οι τρεις παράμετροι,, T. H μάζα του αερίου που υφίσταται την μεταβολή θεωρείται σταθερή.. Μια ποσότητα n mol ιδανικού αερίου έχει όγκο, θερμοκρασία T και πίεση. Σε ποιες από τις επόμενες περιπτώσεις η πίεση του αερίου θα διπλασιαστεί; Να αιτιολογήσετε την απάντηση σας. α) Στον ίδιο όγκο προσθέτουμε αλλά n mol του ίδιου αερίου με σταθερή θερμοκρασία. β) Στον ίδιο όγκο προσθέτουμε αλλά n mol ενός άλλου ιδανικού αερίου, διαφορετικής γραμμομοριακής μάζας, διατηρώντας τη θερμοκρασία σταθερή. γ) Διπλασιάζουμε τον όγκο και την απόλυτη θερμοκρασία του αερίου. δ) Διπλασιάζουμε τον όγκο και τετραπλασιάζουμε την απόλυτη θερμοκρασία του αερίου.. 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. 4. Στο διπλανό διάγραμμα παριστάνεται μια μεταβολή ορισμένης ποσότητας ιδανικού αερίου από την κατάσταση στην κατάσταση. Κατά τη μεταβολή αυτή η πίεση του αερίου: α) παραμένει σταθερή β) αυξάνεται γ) μειώνεται δ) Πρώτα αυξάνεται και στη συνεχεία μειώνεται 5. Η συμπεριφορά μιας ποσότητας ιδανικού αερίου περιγράφεται από το παρακάτω διάγραμμα:

Κεφάλαιο Κινητική Θεωρία Αέριων 4 Ασκήσεις Προβλήματα. Να αποδείξετε ότι δυο ισόθερμες καμπύλες δεν είναι δυνατό να τέμνονται. ια ίδια ποσότητα ιδανικού αερίου αποκλείεται να τέμνονται δυο ισόθερμες καμπύλες. Έστω ότι τέμνονται στο σημείο Α. Τότε για το σημείο τομής θα έχουμε ίδια πίεση και ίδιο όγκο, και άρα από καταστατική εξίσωση έχουμε: =nrt και Β Β =nrt δηλαδή T = T = T Α.. Ποσότητα ιδανικού αερίου ίση n=/r βρίσκεται αρχικά στην κατάσταση Α με πίεση = 5 N/m και θερμοκρασία Τ = 5 Κ. Το αέριο μεταβαίνει με σταθερή θερμοκρασία στην κατάσταση Β, όπου η πίεση είναι =4 5 N/m. Στη συνέχεια, με σταθερό όγκο, ψύχεται μέχρι την κατάσταση, όπου Τ = Κ. α) Να υπολογίσετε τον αρχικό όγκο Α του αερίου. β) Να βρείτε την τελική πίεση του αερίου και να παραστήσετε τις μεταβολές του σε διαγράμματα -, - Τ και - Τ. α) Στην αρχική κατάσταση Α του αερίου ισχύει η καταστατική εξίσωση nrt nrt ή ή 5L β) Η μεταβολή ΑΒ γίνεται με σταθερή θερμοκρασία, συνεπώς είναι ισόθερμη και ισχύει ο νόμος του oyle. ή ή,5l Η μεταβολή Β γίνεται με σταθερό όγκο άρα είναι ισόχωρη. Άρα: T 5 ή ή.4 N / m T T TΒ Οι μεταβολές ΑΒ και Β στα διαγράμματα -, - Τ και Τ είναι:. Σε ένα δοχείο όγκου =4L βρίσκεται υδρογόνο μάζας m ολ =g σε πίεση =8. 5 N/m. Αν θεωρήσουμε το υδρογόνο ιδανικό αέριο, να βρείτε για την ποσότητα που περιέχεται στο δοχείο α) τον αριθμό των moles β) την πυκνότητα του και γ) τη θερμοκρασία του. Δίνονται η γραμμομοριακή μάζα του υδρογόνου Μ= - Kg/mol και η σταθερά R=8. J/mol K mολ α) Ισχύει n ή n mol M β) mολ ρ ή ρ.5kg / m γ) Αφού έχουμε θεωρήσει ιδανικό αέριο ισχύει η καταστατική εξίσωση, οπότε: nrt ή T ή T 4K nr 4. Μια φιάλη περιέχει Kg ηλίου (He) σε πίεση =8. 5 N/m και σε θερμοκρασία Τ =4Κ. Μετά από λίγο χρόνο, λόγω διαρροής, η πίεση το He στη φιάλη υποδιπλασιάζεται και η θερμοκρασία του γίνεται Τ =Κ. Αν θεωρήσουμε ότι το ήλιο στη φιάλη συμπεριφέρεται σαν ιδανικό αέριο, να βρείτε α) τον όγκο που καταλαμβάνει β) τη μάζα του ηλίου που διέρρευσε. Δίνονται R=8. J/mol K και ΜΒ He =4.

Κεφάλαιο Κινητική Θεωρία Αέριων 5 α) Θα ισχύει η καταστατική εξίσωση αφού θεωρούμε ιδανικό αέριο, και άρα nrt m ολ mολrt mολ ή RT ή n M Αφού το μοριακό βάρος του He είναι 4 έχουμε ότι το mol ζυγίζει 4g και άρα Μ He =4 - Kg/mol. Αντικαθιστώντας τις τιμές βρίσκουμε ότι m. β) Χρησιμοποιούμε την καταστατική εξίσωση πάλι για τον υπολογισμό της εναπομένουσας μάζας στη φιάλη και έχουμε: mολ M RT ή m ολ ή RT m ολ 4/Kg Άρα Δm m ολ m ολ / Kg 5. Στο σωλήνα του σχήματος το έμβολο είναι αδιαβατικό (θερμομονωτικό) και ευκίνητο, ενώ τα δυο μέρη Α και Β περιέχουν ίσες ποσότητες από το ίδιο ιδανικό αέριο σε πίεση Α = Β = 6 5 N/m και σε θερμοκρασία Τ Α = Τ Β = Κ. Θερμαίνουμε το τμήμα Α σε θερμοκρασία Τ Α = 7Κ και ψύχουμε το τμήμα Β σε θερμοκρασία Τ Β = 7Κ. Να βρείτε την τελική πίεση. Μετά τις νέες θερμοκρασίες στα δυο μέρη το έμβολο θα ισορροπήσει και άρα οι πιέσεις στα μέρη Α και Β θα είναι ίδιες. Εφαρμόζουμε την καταστατική εξίσωση για τα μέρη Α, Β για πριν την μεταβολή: n RT ή ( ) (n n ) RT n RT Όμως n n άρα ( ) n RT () Εφαρμόζουμε την καταστατική εξίσωση για τα μέρη Α, Β για μετά την μεταβολή: n RT ή ( ) n RT n RT n RT Όμως n n και άρα η προηγούμενη σχέση γράφεται ( ) n R(T T ) () ( ) Από (), () (T T ) ή 6.46 T ( ) 5 N / m 6. Μια ποσότητα ιδανικού αερίου καταλαμβάνει όγκο σε θερμοκρασία Τ Α και σε πίεση. Το αέριο υφίσταται την κυκλική μεταβολή ΑΒΔΑ, η οποία αποτελείται από τις ακόλουθες διαδοχικές μεταβολές: : ισόχωρη θέρμανση Β: ισοβαρής εκτόνωση Δ: ισόθερμη εκτόνωση ΔΑ: ισοβαρής συμπίεση Να γράψετε τους νόμους που ισχύουν σε κάθε μεταβολή, να σχεδιάσετε την κυκλική μεταβολή σε διαγράμματα -, - Τ και Τ και στη συνέχεια να αποδείξετε τη σχέση Δ =. Μεταβολή ΑΒ: Νόμος Charles και σταθ. Άρα σταθ. οπότε T T T Μεταβολή Β: Νόμος Gay-Lussac και Β σταθ. Άρα σταθ. οπότε T T T Μεταβολή Δ: Νόμος oyle και T T TΔ σταθ. σταθ. οπότε ΔΔ Μεταβολή ΔΑ: Νόμος Gay-Lussac και σταθ. Δ Α

Κεφάλαιο Κινητική Θεωρία Αέριων 6 Άρα σταθ. οπότε Δ Α T TΔ T Α Διαγράμματα: Επειδή Β και Δ Α η εξίσωση ΔΔ γίνεται Β ΑΔ. 7. Η πίεση του αέρα στα λάστιχα ενός ακίνητου αυτοκινήτου με θερμοκρασία θ =7 C είναι =atm. Κατά την διάρκεια του ταξιδιού η θερμοκρασία του αέρα στα λάστιχα ανεβαίνει στους θ =7 C, ενώ ο όγκος παραμένει σταθερός. Πόση είναι τώρα η πίεση του αέρα στα λάστιχα; [Απ: =.atm] 8. Ορισμένη ποσότητα ιδανικού αερίου βρίσκεται σε θερμοκρασία θ =7 C και πίεση =atm. Θερμαίνουμε το αέριο σε θερμοκρασία θ =7 C, έτσι ώστε η πυκνότητα του να παραμείνει σταθερή. Να υπολογιστεί η τελική πίεση του αερίου. [Απ: =4atm] 9. Μια ποσότητα οξυγόνου, που το θεωρούμε ιδανικό αέριο, μεταβαίνει από την κατάσταση Α με = 5 N/m, =L και Τ =Κ στην κατάσταση Β με = 5 N/m, =4L. α) Να βρείτε τον αριθμό των moles του οξυγόνου. β) τον λόγο των πυκνοτήτων του οξυγόνου στις δυο καταστάσεις. γ) Την θερμοκρασία Τ στη κατάσταση Β. [Απ: α) n=/r β) γ) T=K]. Δυο δοχεία Α, Β με ιδανικό αέριο που μπορούν να επικοινωνούν έχουν όγκους L, 8L και πιέσεις 5 N/m και 6 5 N/m αντίστοιχα. Αν ανοίξουμε τη στρόφιγγα, να βρείτε την τελική πίεση στα δυο δοχεία, θεωρώντας ότι η θερμοκρασία σε όλη τη διάρκεια της μεταβολής παραμένει σταθερή. [Απ: =.6 5 N/m ]. Ποσότητα ιδανικού αερίου βρίσκεται στην κατάσταση Α, όπου έχει θερμοκρασία Τ =Κ, και πίεση και όγκο. α) Το αέριο θερμαίνεται με σταθερό όγκο μέχρι την κατάσταση Β όπου =. Να βρείτε τη θερμοκρασία Τ Β. β) Το αέριο θερμαίνεται από την κατάσταση Α μέχρι τη κατάσταση όπου διπλασιάζεται και η πίεση και ο όγκος. Να βρείτε τη θερμοκρασία Τ. [Απ: α) Τ Β =9Κ β) Τ =Κ]. Η πίεση που ασκεί mol ενός ιδανικού αεριού δίνεται από την σχέση =.5T. α) Ποια γνωστή μεταβολή περιγράφει η σχέση αυτή; β) Να υπολογίσετε τον όγκο που καταλαμβάνει το mol του αερίου γ) Ποιες μονάδες έχει η σταθερά αναλογίας στη παραπάνω σχέση; Δίνεται R=8. J/mol K. [Απ: β) =.4m ]. Ποσότητα ιδανικού αερίου n=/r mol και όγκου βρίσκεται σε θερμοκρασία θ =7 C και σε πίεση =4 5 N/m. Διπλασιάζουμε την πίεση του αερίου διατηρώντας σταθερή τη θερμοκρασία του και στη συνεχεία ψύχουμε το αέριο στους θ =7 C, διατηρώντας τον όγκο του σταθερό. Να υπολογίσετε: α) τον αρχικό όγκο του αερίου. β) τον τελικό όγκο Τ του αερίου. γ) τη τελική πίεση Τ του αερίου. [Απ: α) L β) L γ) 6 5 N/m - Εξετάσεις ]

Κεφάλαιο Κινητική Θεωρία Αέριων 7 4. Δυο δοχεία Α, Β όγκων και συνδέονται με σωλήνα αμελητέου όγκου και περιέχουν ιδανικό αέριο θερμοκρασίας 7 C. Θερμαίνουμε το δοχείο Α στους 7 C. Ποια πρέπει να είναι η θερμοκρασία του άλλου δοχείου ώστε η πίεση στο σύστημα να παραμείνει αμετάβλητη; [Απ: T=77K] 5. Κύλινδρος σταθερού όγκου περιέχει ιδανικό αέριο σε πίεση =8 5 N/m και θερμοκρασία Τ =4Κ. Τοποθετούμε τον κύλινδρο αυτό σε χώρο χαμηλής θερμοκρασίας και μετά από μεγάλο χρονικό διάστημα η πίεση του αερίου γίνεται =4 5 N/m και η θερμοκρασία Τ =5Κ. Να βρείτε το ποσοστό της μάζας που διέρρευσε από τον κύλινδρο. [Απ: %] 6. Μέσα στο κλειστό κυλινδρικό δοχείο του σχήματος, μήκους L=65cm, υπάρχει ένα λεπτό έμβολο, το οποίο μπορεί να κινείται χωρίς τριβές και δεν επιτρέπει την ανταλλαγή θερμότητας μέσα από αυτό. Στο αριστερό μέρος του δοχείου υπάρχει ορισμένη ποσότητα οξυγόνου σε θερμοκρασία θ =7 C, ενώ στο δεξιό μέρος υπάρχει ίση ποσότητα (σε g) υδρογόνου σε θερμοκρασία θ =7 C. Αν το έμβολο ισορροπεί, να υπολογίσετε τις αποστάσεις l και l από τα άκρα του δοχείου. Δίνονται: O.Kg / mol και H. Kg / mol. M M [Απ: 5cm, 6cm] 7. Το έμβολο που κλείνει το δοχείο του σχήματος είναι αεροστεγές, έχει εμβαδόν διατομής Α= - m και βάρος w=n. Το αέριο μέσα στο δοχείο καταλαμβάνει όγκο =L και βρίσκεται σε θερμοκρασία Τ =Κ. Η ατμοσφαιρική πίεση είναι ατμ = 5 N/m. θερμαίνουμε αργά το δοχείο μέχρι η θερμοκρασία του αεριού να γίνει Τ =5Κ. α) Να βρείτε τη σταθερή πίεση του αερίου. β) Πόσος γίνεται τελικά ο όγκος του αερίου; γ) Πόσο μετακινήθηκε το έμβολο; [Απ: α) =. 5 N/m β) =5L γ) Δx=,m]

Κεφάλαιο Κινητική Θεωρία Αέριων 8 Ενότητα Κινητική Θεωρία Αερίων Βασικές Ερωτήσεις Θεωρίας. Ποια είναι τα χαρακτηριστικά των μορίων ιδανικού αερίου σύμφωνα με τη κινητική θεωρία; (Μικροσκοπική περιγραφή).. Ποιες είναι οι σχέσεις της πίεσης και της θερμοκρασίας Τ με τις ταχύτητες και τη μέση κινητική ενέργεια των μορίων, όπως προκύπτει από το πρότυπο του ιδανικού αερίου με την βοήθεια της κινητικής θεωρίας;. Να αποδείξετε τη σχέση μεταξύ της απόλυτης θερμοκρασίας Τ και της μέσης κινητικής ενέργειας για κάθε μόριο του ιδανικού αεριού. 4. Να αποδείξετε τη σχέση της ενεργού ταχύτητας ενός ιδανικού αερίου που τα μόρια του έχουν μάζα m και βρίσκονται σε απόλυτη θερμοκρασία Τ. Ερωτήσεις, Ασκήσεις, Προβλήματα Σχολικού Βιβλίου Σελίδα Σελ. 8 Ερωτήσεις.,.,.,. Σελ. 8 Παράδειγμα -4 Σελ. Ασκήσεις.7,,8,,9 Ερωτήσεις Θεωρίας. Με την βοήθεια των συμπερασμάτων της κινητικής θεωρίας να εξηγήσετε γιατί κατά την ισόθερμη αύξηση του όγκου μιας ποσότητας ιδανικού αερίου η πίεση του μειώνεται.. Με την βοήθεια των συμπερασμάτων της κινητικής θεωρίας να εξηγήσετε γιατί κατά την ισόχωρη θέρμανση ενός ιδανικού αερίου η πίεση του αυξάνεται.

Κεφάλαιο Κινητική Θεωρία Αέριων 9. Σε μια ποσότητα από Ν μόρια ιδανικού αερίου που περιέχεται σε ένα δοχείο, προσθέτουμε και άλλα Ν μόρια του ίδιου αερίου και της ίδιας μέσης κινητικής ενέργειας. Να δικαιολογήσετε με βάση τα συμπεράσματα της κινητικής θεωρίας τις θα συμβεί στη πίεση και στη θερμοκρασία. 4. Έχει νόημα να μιλήσουμε για την θερμοκρασία ενός μορίου; Η θερμοκρασία έχει νόημα στο κενό; 5. Αφού οι ταχύτητες των μορίων ενός αερίου είναι της τάξης των εκατοντάδων μέτρων ανά δευτερόλεπτο, γιατί δεν αντιλαμβανόμαστε αμέσως το άρωμα μιας κολόνιας που έχει χυθεί μόλις μερικά μέτρα μακριά μας; 6. Σε ένα δοχείο περιέχονται n mol H (M H =) και n mol Ο (M Ο =) υπό θερμοκρασία Τ. Να υπολογίσετε τον υεν,h λόγο των ενεργών τους ταχυτήτων. υ εν,o Ερωτήσεις Πολλαπλής Επιλογής. Η κινητική θεωρία αποτελεί την πρώτη επιτυχή προσπάθεια α) για να υπολογιστούν οι ταχύτητες των μορίων του ιδανικού αερίου. β) για να υπολογιστεί η μέση τιμή των ταχυτήτων των μορίων του ιδανικού αερίου. γ) για να ερμηνευτούν οι νόμοι των αερίων με εφαρμογή των νόμων την νευτώνειας μηχανικής στα μόρια των αερίων. δ) για να ερμηνευτούν τα αίτια της κίνησης, αλλά και των μεταβολών της, των μορίων του ιδανικού αερίου.. Η κινητική θεωρία, α) μελετά τις κινήσεις των μορίων της ύλης. β) αναζητά τις σχέσεις ανάμεσα στα μακροσκοπικά μεγέθη πίεση και θερμοκρασία και τις κινήσεις των μικροσκοπικών σωματιδίων. γ) αναζητά τη σχέση ανάμεσα στα μεγέθη πίεση και θερμοκρασία. δ) συσχετίζει τα διάφορα είδη κίνησης των μορίων με τις αιτίες που τις προκαλούν.. Σύμφωνα με τα συμπεράσματα της κινητικής Θεωρίας η πίεση ορισμένης ποσότητας ιδανικού αερίου είναι α) ανάλογη του τετραγώνου της μέσης τιμής των ταχυτήτων των μορίων του. β) ανάλογη της μέσης τιμής των τετραγώνων των ταχυτήτων των μορίων του. γ) ανάλογη της μέσης τιμής των ταχυτήτων των μορίων του αερίου. δ) ανάλογη της κινητικής ενέργειας των μορίων του αερίου. 4. Σύμφωνα με τα συμπεράσματα της κινητικής θεωρίας των αερίων η θερμοκρασία ορισμένης ποσότητας ιδανικού αερίου α) είναι ανάλογη της μέσης κινητικής ενέργειας για κάθε μόριο του αερίου εξαιτίας της μεταφορικής του κίνησης. β) είναι ανάλογη της μέσης κινητικής ενέργειας για κάθε μόριο του αερίου ανεξάρτητα του τρόπου κίνησής τους. γ) είναι ανάλογη του τετραγώνου της μέσης κινητικής ενέργειας των μορίων εξαιτίας της μεταφορικής τους κίνησης. δ) είναι ανάλογη του τετραγώνου της μέσης κινητικής ενέργειας των μορίων ανεξάρτητα του τρόπου κίνησής τους. 5. Η πίεση που ασκείται από τα μόρια (Ν) ενός αερίου, στα τοιχώματα ενός κλειστού δοχείου, όταν διπλασιαστεί ο αριθμός τους (Ν) στην ίδια θερμοκρασία α) διπλασιάζεται β) υποδιπλασιάζεται γ) παραμένει αμετάβλητη δ) τετραπλασιάζεται. 6. Η πίεση που ασκείται από τα μόρια ορισμένης ποσότητας ιδανικού αερίου στα τοιχώματα ενός κλειστού δοχείου, όταν διπλασιαστεί η μέση τιμή των τετραγώνων των ταχυτήτων των μορίων του α) διπλασιάζεται β) υποδιπλασιάζεται γ) παραμένει αμετάβλητη δ) τετραπλασιάζεται. 7. Η απόλυτη θερμοκρασία ενός ιδανικού αερίου είναι ανάλογη προς α) την πυκνότητα του αερίου β) τη μέση κινητική ενέργεια για κάθε μόριό του. γ) τη μέση ταχύτητα των μορίων του. δ) το τετράγωνο της μέσης τιμής της ταχύτητας των μορίων του. 8. 'Ένα ιδανικό αέριο έχει πυκνότητα ρ και περιέχεται σε δοχείο σταθερού όγκου. Η μέση δύναμη που ασκείται σε κάποιο τοίχωμα του δοχείου από τις συγκρούσεις των μορίων του αερίου, υπό σταθερή θερμοκρασία, είναι α) ανάλογη της ρ. β) αντιστρόφως ανάλογη της ρ γ) ανεξάρτητη της ρ. δ) ανάλογη του ρ. 9. Μια ποσότητα ιδανικού αερίου αυξάνει την πίεση με σταθερό όγκο μέχρι διπλασιασμού της πίεσής της, οπότε η μέση μεταφορική κινητική ενέργεια για κάθε μόριο του αερίου α) διπλασιάζεται. β) υποδιπλασιάζεται γ) παραμένει αμετάβλητη. δ) αυξάνεται κατά φορές.. Ορισμένη ποσότητα ιδανικού αερίου περιέχεται σε κυλινδρικό δοχείο που φράσσεται με έμβολο. Αν διπλασιαστεί

Κεφάλαιο Κινητική Θεωρία Αέριων ο όγκος του δοχείου υπό σταθερή πίεση, τότε η μέση μεταφορική κινητική ενέργεια για κάθε μόριο του αερίου α) διπλασιάζεται. β) υποδιπλασιάζεται γ) παραμένει αμετάβλητη δ) αυξάνεται κατά φορές.. Σε. δύο δοχεία Α και Β που έχουν όγκους και αντίστοιχα τοποθετούνται Ν μόρια υδρογόνου στο καθένα. Η θερμοκρασία του υδρογόνου στα δύο δοχεία είναι η ίδια. Η μέση κινητική ενέργεια για κάθε μόριο του υδρογόνου στο Α δοχείο σε σύγκριση με αυτή των μορίων στο Β δοχείο είναι α) ίδια. β) διπλάσια γ) η μίση. δ) τετραπλάσια.. Σύμφωνα με τα συμπεράσματα της κινητικής θεωρίας των αερίων α) η πίεση είναι ανεξάρτητη του αριθμού των μορίων του ιδανικού αερίου που περιέχονται στο δοχείο. β) η θερμοκρασία είναι ανεξάρτητη του αριθμού των μορίων του ιδανικού αερίου που περιέχονται στο δοχείο. γ) η πίεση είναι ανάλογη της μέσης ταχύτητας των μορίων. δ) η θερμοκρασία είναι ανάλογη της μέσης ταχύτητας των μορίων.. Σύμφωνα με την κινητική Θεωρία των αερίων η πίεση ρ μιας ποσότητας Ν μορίων ιδανικού αερίου που βρίσκεται σε δοχείο όγκου συνδέεται με τη μέση μεταφορική κινητική ενέργεια K με τη σχέση: N N α) K β) NK γ) K δ) NK 4. Τα μόρια του αζώτου και του οξυγόνου μιας ποσότητας ατμοσφαιρικού αέρα α) έχουν ίση μέση K και ίση υ β) έχουν ίση μέση K αλλά διαφορετική γ) έχουν διαφορετική τόσο την K όσο και την υ δ) έχουν διαφορετική μέση K, αλλά ίδια υ υ 5. Υποθέστε ότι αυξάνεται ο όγκος μιας ποσότητας οξυγόνου από σε, υπό σταθερή θερμοκρασία, τότε α) η πίεση του οξυγόνου παραμένει σταθερή, ενώ η K διπλασιάζεται. β) η πίεση του οξυγόνου υποδιπλασιάζεται, ενώ η K παραμένει σταθερή. γ) η πίεση του οξυγόνου αλλά και η K υποδιπλασιάζονται. δ) πίεση του οξυγόνου διπλασιάζεται, ενώ η K υποδιπλασιάζεται. 6. Η σχέση της απόλυτης θερμοκρασίας Τ ενός ιδανικού αερίου με την ενεργό ταχύτητα υ εν των μορίων του παριστάνεται στο διάγραμμα: α) β) γ) δ) 7. Η ενεργός ταχύτητα: α) είναι αντιστρόφως ανάλογη της μάζας του αερίου. β) είναι ανάλογη της απόλυτης θερμοκρασίας Τ του αερίου. γ) είναι αντιστρόφως ανάλογη της γραμμομοριακής μάζας των αερίων, που βρίσκονται στην ίδια θερμοκρασία. δ) είναι ανάλογη της T του αεριού. 8. Ορισμένη ποσότητα υδρογόνου και οξυγόνου βρίσκονται στην ίδια θερμοκρασία. Αν η γραμμομοριακή μάζα τον οξυγόνου είναι 6 φορές μεγαλύτερη της γραμμομοριακής μάζας του υδρογόνου, τότε η ενεργός ταχύτητα των μορίων του υδρογόνου σε σχέση με την αντίστοιχη τον οξυγόνου είναι: α) 6πλασια β) 8πλασια γ) 4πλασια δ) ίδια 9. Μέσα σε δοχείο βρίσκεται ποσότητα υδρογόνου σε Θερμοκρασία Τ, ενώ σε άλλο δοχείο βρίσκεται ποσότητα οξυγόνου σε Θερμοκρασία Τ. Αν η γραμμομοριακή μάζα τον οξυγόνου είναι 6 φορές μεγαλύτερη της αντίστοιχης του υδρογόνου, για να έχουν τα δύο αέρια την ίδια ενεργό ταχύτητα, θα πρέπει να ισχύει: α) Τ = 6Τ β) Τ = 8Τ γ) Τ = 4Τ δ) Τ = 6Τ

Κεφάλαιο Κινητική Θεωρία Αέριων Ασκήσεις Προβλήματα. Να αποδείξετε τη σχέση της ενεργού ταχύτητας ενός ιδανικού αερίου που έχει γραμμομοριακή μάζα Μ με την απόλυτη θερμοκρασία Τ. Η κινητική θεωρία αποδεικνύει ότι: mυ kt από την οποία υπολογίζ ουμε ότι η ενεργός ταχύτητα έχει τιμή: kt υ εν () m R Η σταθερά του oltzmann ισούται με k όπου Ν Α ο αριθμός του vogadro, οπότε η () γράφεται υ εν RT N m υ εν RT M N αφού Ν Α m είναι ίσο με την μάζα ενός mol μορίων του αερίου η αλλιώς με την γραμμομοριακή μάζα Μ του αερίου.. g οξυγόνου καταλαμβάνουν όγκο 4L, υπό πίεση, atm. Να υπολογίσετε: α) την ενεργό ταχύτητα των μορίων του οξυγόνου. β) την μέση μεταφορική κινητική ενέργεια καθενός μορίου του οξυγόνου. Δίνονται ο αριθμός vogadro Ν Α =6, μορια/mol, το μοριακό βάρος του οξυγόνου ΜΒ Ο = και ότι atm= 5 N/m m α) Ισχύει ότι: ρ ή ρ.5kg / m Η κινητική θεωρία συνδέει την πίεση και την υ οπότε: ρυ οπότε, υ ρ ια την ενεργό τιμή της ταχύτητας παίρνουμε την ρίζα του υ οπότε: υ υ 6 ρ m / s β) Η μέση μεταφορική κινητική ενέργεια για κάθε μόριο του οξυγόνου υπολογίζεται από τη σχέση: K m υ όπου m η μάζα καθενός μορίου. Η m είναι ίση με το πηλίκο της γραμμομοριακής μάζας του οξυγόνου προς τον αριθμό του vogadro N. Δεν ξεχνάμε ότι στο S.I η γραμμομοριακή μάζα Ο είναι M= - Kg/mol. M 6 m m 5, Kg. Άρα, K m υ 9,8 J N. Η ενεργός ταχύτητα των μορίων ενός ιδανικού αερίου είναι m/s. Το αέριο υφίσταται μια ισόχωρη μεταβολή μέχρι τετραπλασιασμού της πίεση του. Να υπολογίσετε: α) Τη νέα ενεργό ταχύτητα των μορίων του αερίου. β) Το λόγω των μέσων μεταφορικών κινητικών ενεργειών για κάθε μόριο του αερίου στην αρχική και την τελική κατάσταση της παραπάνω μεταβολής. T α) Θα ισχύει ο νόμ ος του Charles. Άρα, T T T Όμως δίνεται ότι T 4. Άρα 4 () T Άρα κατά την ισόχωρη μεταβολή του αερίου, ο τετραπλασιασμός της πίεσης συνοδεύεται από τετραπλασιασμό της απόλυτης θερμοκρασίας. ια την ενεργό ταχύτητ α των μορίων του αερίου αρχικά και τελικά θα έχουμε: kt kt Αρχικά: υεν Τελικά: υ εν m m υ Διαιρούμε τις παραπάνω σχέσεις και προκύπτει: υ εν εν T () υ 4. Άρα, υ εν m / s T υ εν β) ια την μέση μεταφορική ενέργεια για κ άθε μόριο του αερίου αρχικά και τελικά θα έχουμε: T () K K Αρχικά: K kt. Τελικά: K kt Διαιρούμε τις παραπάνω σχέσεις και προκύπτει: 4 K T K εν

Κεφάλαιο Κινητική Θεωρία Αέριων 4. Μια ποσότητα ιδανικού αερίου έχει θερμοκρασία Τ =4Κ, πίεση = 5 N/m και πυκνότητα ρ =,4Kg/m βρείτε την ενεργό ταχύτητα των μορίων του αερίου σε θερμοκρασία Τ =4Κ καθώς και σε θερμοκρασία Τ =8Κ. ρυ Από κινητική θεωρία ισχύει για την ενεργό ταχύτητα: υεν () ρ υεν υ ια την θερμοκρασία Τ =4Κ και = 5 N/m υπολογίζουμε την ενεργό ταχύτητα από την σχέση (): 5m / s Ισχύει όμως: kt mυ kt υ m kt kt Άρα, υεν και για τις δυο θερμοκρασίες θα έχουμε αντίστοιχα: υεν, και m m υεν, T Διαιρούμε τις παραπάνω σχέσεις και προκύπτει: υεν, 5 m / s υ T εν, υ εν,. Να υ εν, kt m 5. Ένα δοχείο όγκου =,m περιέχει οξυγόνο (Ο ) σε θερμοκρασία θ=7 C και πίεση =atm. Να υπολογίσετε: α) Τον αριθμό των μορίων του οξυγόνου μέσα στο δοχείο. β) την ενεργό ταχύτητα των μορίων του οξυγόνου. γ) την μέση μεταφορική κινητική ενέργεια καθενός μορίου. Δίνονται: Η σταθερά oltzmann k=,8 - J/K, ο αριθμός vogadro Ν Α =6, μορια/mol, το μοριακό βάρος του οξυγόνου ΜΒ Ο = και ότι atm= 5 N/m. α) Ο αριθμός των mol υπολογίζεται από την σχέση: n Έτσι, η καταστατική εξίσωση γράφεται: NkT N N 4,8 μόρια. kt N N N N RT. Όμως k β) Η ενεργός ταχύτητα των μορίων του οξυγόνου σε θερμοκρασία Τ υπολογίζεται από την σχέση: υ kn T Αν αντικαταστήσουμε όμως την R=kN στην παραπάνω σχέση έχουμε: υεν και M Μ Ο =g/mol ή Μ Ο = - Κg/mol. Άρα προκύπτει: υ εν 48,44m / s γ) ια την μέση μεταφορική ενέργεια για κάθε μόριο του οξυγόνου έχουμε ότι: K kt K 6, J. R N άρα, εν RT M

Κεφάλαιο Θερμοδυναμική Θερμοδυναμική Ισορροπία Αντιστρεπτές μεταβολές Ενότητα Βασικές Ερωτήσεις Θεωρίας. Τι ονομάζουμε σύστημα και τι περιβάλλον συστήματος; Ποιο σύστημα χαρακτηρίζεται ως θερμοδυναμικό; Ποιο θερμοδυναμικό σύστημα χαρακτηρίζεται ως μονωμένο;. Τι ονομάζονται θερμοδυναμικές μεταβλητές; Ποιες είναι οι θερμοδυναμικές μεταβλητές για το ιδανικό αέριο;. Πότε μια ποσότητα αερίου βρίσκεται σε κατάσταση θερμοδυναμικής ισορροπίας - ( Ορισμοί); Πως παριστάνεται γραφικά η κατάσταση θερμοδυναμικής ισορροπίας ενός αερίου; 4. Ποια μεταβολή ονομάζεται αντιστρεπτή; Να δώσετε ένα παράδειγμα αντιστρεπτής μεταβολής ιδανικού αερίου. Πως παριστάνεται γραφικά μια αντιστρεπτή μεταβολή ενός ιδανικού αερίου; 5. Ποιες είναι οι προϋποθέσεις για να χαρακτηριστεί μια μεταβολή ενός αερίου ως αντιστρεπτή; 6. Είναι οι μεταβολές στην φύση αντιστρεπτές; Να δώσετε μερικά παραδείγματα. 7. Ποιες μεταβολές χαρακτηρίζονται ως μη αντιστρεπτές; Να δώσετε ένα παράδειγμα μη αντιστρεπτής μεταβολής ενός αερίου. Πως παριστάνεται γραφικά μια μη αντιστρεπτή μεταβολή; Ερωτήσεις, Ασκήσεις, Προβλήματα Σχολικού Βιβλίου Σελίδα Σελ. 67 Ερώτηση Ερωτήσεις Θεωρίας. Πως ερμηνεύεται ότι ένα ιδανικό αέριο στη διάρκεια μιας αντιστρεπτής μεταβολής βρίσκεται ταυτόχρονα σε ισορροπία, αλλά και μεταβάλλεται;. Μπορούμε να θεωρήσουμε το κάψιμο του ξύλου ως αντιστρεπτή μεταβολή; Να δικαιολογήσετε την άποψη σας.

Κεφάλαιο Θερμοδυναμική 4. Σε κατάσταση θερμοδυναμικής ισορροπίας ορισμένης ποσότητας ιδανικού αερίου ισχύει η σχέση =nrt. Πόσες ανεξάρτητες μεταβλητές υπάρχουν σε αυτή τη σχέση; 4. Είναι η μεταβολή ΚΜΝΡΚ στο διπλανό διάγραμμα - αντιστρεπτή; 5. Ιδανικό αέριο βρίσκεται σε κλειστό και θερμικά αγώγιμο δοχείο σε θερμοκρασία περιβάλλοντος. Σε ποιες από τις παρακάτω περιπτώσεις η μεταβολή που υφίσταται το αέριο δεν μπορεί να παρασταθεί γραφικά με συνεχή γραμμή; Περίπτωση Α: Το δοχείο με το αέριο τοποθετείται σε άλλο δοχείο που περιέχει νερό που βράζει. Περίπτωση Β: Το δοχείο με το αέριο τοποθετείται σε άλλο δοχείο που περιέχει νερό ίσης θερμοκρασίας με το αέριο, στο οποίο μικρά κομματάκια πάγου ρίχνονται στο νερό ανά μεγάλα χρονικά διαστήματα. Ερωτήσεις Πολλαπλής Επιλογής Σωστού Λάθους. Μια ποσότητα αερίου βρίσκεται σε κατάσταση θερμοδυναμικής ισορροπίας, όταν είναι σταθερή: α) η θερμοκρασία β) η πίεση γ) η πυκνότητα δ) όλα τα παραπάνω. Μια μεταβολή ενός αερίου θεωρείται αντιστρεπτή όταν: α) επανέρχεται γρήγορα στην αρχική κατάσταση β) εκτελείται και κατά τις δυο κατευθύνσεις γ) κάθε κατάσταση της μεταβολής θεωρείται κατάσταση θερμοδυναμικής ισορροπίας. δ) η θερμοκρασία είναι σταθερή.. Μια μεταβολή ενός αερίου θεωρείται μη αντιστρεπτή όταν: α) εκτελείται πολύ αργά β) δεν εκτελείται και κατά την αντίθετη κατεύθυνση. γ) μεταβαίνει από μια αρχική σε μια τελική κατάσταση δ) εκτελείται πολύ γρήγορα. 4. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές; Μια μεταβολή ενός ιδανικού αερίου θεωρείται αντιστρεπτή, όταν α) εκτελείται και κατά τις δυο φορές β) εκτελείται πολύ αργά και χωρίς τριβές. γ) πραγματοποιείται στο εργαστήριο αλλά όχι στη φύση δ) το αέριο από μόνο του επανέρχεται στην αρχική του κατάσταση. 5. Η μεταβολή ενός αερίου που παριστάνεται γραφικά σε διάγραμμα - α) με συνεχή γραμμή είναι αντιστρεπτή και με διακεκομμένη μη αντιστρεπτή. β) με συνεχή γραμμή είναι ή αντιστρεπτή ή μη αντιστρεπτή. γ) με διακεκομμένη γραμμή είναι ή αντιστρεπτή ή μη αντιστρεπτή. δ) με συνεχή γραμμή είναι αντιστρεπτή και με δυο τελείες είναι μη αντιστρεπτή. 6. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές; Μια μεταβολή ενός ιδανικού αερίου θεωρείται μη αντιστρεπτή, όταν α) παριστάνεται με δυο σημεία σε διάγραμμα, αλλά όχι στα διαγράμματα T, - T. β) παριστάνεται με μια συνεχή γραμμή σε διάγραμμα -. γ) παριστάνεται με δυο σημεία σε διάγραμμα -. δ) δεν παριστάνεται σε διάγραμμα -. 7. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές; Σε κατάσταση θερμοδυναμικής ισορροπίας, σε ένα αέριο: α) η πίεση, ο όγκος, και η πυκνότητα είναι ίδιες σε όλο τον όγκο του αερίου. β) η κατάσταση του αερίου μπορεί να παρασταθεί γραφικά με ένα σημείο. γ) οι μακροσκοπικές μεταβλητές που περιγράφουν την κατάσταση του αερίου είναι δυνατόν να συνδεθούν με κάποια σχέση που λέγεται καταστατική εξίσωση. δ) όλα τα μόρια του έχουν την ίδια κινητική ενέργεια. 8. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές; α) Ένα αέριο λέμε ότι βρίσκεται σε κατάσταση θερμοδυναμικής ισορροπίας, όταν η πίεση, η πυκνότητα και η θερμοκρασία του έχουν καθεμία σταθερή τιμή σε όλη την έκταση του αερίου. β) Θερμοδυναμικό σύστημα ονομάζουμε μια ποσότητα αερίου που βρίσκεται σε ένα δοχείο όγκου. γ) Ένα σύννεφο στον ουρανό αποτελεί ένα θερμοδυναμικό σύστημα. δ) Οι θερμοδυναμικές μεταβλητές που περιγράφουν το θερμοδυναμικό σύστημα ενός αερίου είναι η πίεση, η θερμοκρασία, ο όγκος και η πυκνότητα. ε) Μια μεταβολή η οποία αποτελείται από μια σειρά διαδοχικών καταστάσεων θερμοδυναμικής ισορροπίας λέγεται αντιστρεπτή και μπορεί να διαγραφεί και κατά τις δυο φορές.

Κεφάλαιο Θερμοδυναμική 5 Έργο Θερμότητα Εσωτερική Ενέργεια Ενότητα 4 Βασικές Ερωτήσεις Θεωρίας. Πως υπολογίζεται το έργο σε μια τυχαία αντιστρεπτή μεταβολή αερίου; Πότε αυτό είναι θετικό και πότε αρνητικό; Πως υπολογίζεται το έργο κατά την ισοβαρή εκτόνωση ενός αερίου;. Ποιο είναι το έργο στην ισόχωρη και ποιο στην ισόθερμη μεταβολή ιδανικού αερίου;. Τι ονομάζεται θερμότητα; Ποια είναι η μονάδα μέτρησης της; 4. Ποιες είναι οι διάφορες μορφές ενέργειας των μορίων ενός συστήματος; Τι ονομάζουμε εσωτερική ενέργεια ενός συστήματος; 5. Που οφείλεται και πως υπολογίζεται η εσωτερική ενέργεια ενός ιδανικού αερίου; 6. Ποιες είναι οι δυο βασικές ιδιότητες της εσωτερικής ενέργειας για ένα ιδανικό αέριο; Ερωτήσεις, Ασκήσεις, Προβλήματα Σχολικού Βιβλίου Σελίδα Σελ. 66 Ερωτήσεις.,.,.4,.5,.6,.7,.8 Σελ. 74 Ασκήσεις.4,.4,.4 Σελ. 76 Προβλήματα.58,.59,.64

Κεφάλαιο Θερμοδυναμική 6 Ερωτήσεις Θεωρίας. Εξαρτάται το έργο από τον τρόπο μετάβασης από τη αρχική στην τελική κατάσταση;. Πως υπολογίζεται το έργο αερίου σε μια κυκλική μεταβολή;. ια τον υπολογισμό της εσωτερικής ενέργειας ιδανικού αερίου πολλαπλασιάζουμε τον αριθμό των μορίων του με τη μέση κινητική ενέργεια κάθε μορίου. Μπορούμε να κάνουμε το ίδιο με ένα πραγματικό αέριο μεγάλης πυκνότητας; 4. Να δικαιολογήσετε την πρόταση: Σε κάθε τιμή της εσωτερικής ενέργειας ιδανικού αερίου αντιστοιχεί μια ισοσκελής υπερβολή στο διάγραμμα -. 5. Ποιο έχει μεγαλύτερη εσωτερική ενέργεια, mol He ή mol r. Θεωρούμε τα δυο αέρια ιδανικά και ότι βρίσκονται στην ίδια θερμοκρασία. 6. Ποιο έχει μεγαλύτερη εσωτερική ενέργεια, mol He ή mol Η. Θεωρούμε ότι τα δυο αέρια βρίσκονται στην ίδια θερμοκρασία. 7. Δυο ποσότητες Α και Β ενός ιδανικού αερίου αποτελούνται από Ν Α =Ν και Ν Β =Ν μόρια και έχουν αντίστοιχα θερμοκρασίες Τ Α =Τ και Τ Β =Τ. Ποια από τις δυο ποσότητες έχει τη μεγαλύτερη εσωτερική ενέργεια; 8. Ποια η έννοια του θετικού έργου στη μηχανική και ποια η έννοια του θετικού έργου στη θερμοδυναμική; Ερωτήσεις Πολλαπλής Επιλογής Σωστού Λάθους. 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.. Τα μόρια ενός ιδανικού αερίου έχουν α) μόνο 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.. Η εσωτερική ενέργεια ενός ιδανικού αερίου εξαρτάται από α) την πίεση. β) τον όγκο. γ) την πυκνότητα. δ) τίποτα από τα παραπάνω. 4. Η μεταβολή της εσωτερικής ενέργειας ορισμένης ποσότητας ιδανικού αερίου εξαρτάται από α) τον τρόπο μετάβασης από την αρχική στην τελική κατάσταση. β) τη μεταβολή της πίεσης. γ) τη μεταβολή του όγκου. δ) τη μεταβολή της θερμοκρασίας. 5. Ποια από τις παρακάτω προτάσεις είναι λανθασμένη; Η εσωτερική ενέργεια ιδανικού αερίου είναι ανάλογη α) της θερμοκρασίας. β) της θερμότητας. γ) της ποσότητας ύλης του αερίου. δ) του γινόμενου. 6. 'Ένα αέριο παράγει έργο, όταν α) αυξάνεται η πίεση. β) αυξάνεται η θερμοκρασία. γ) αυξάνεται ο όγκος. δ) θερμαίνεται. 7. Το έργο σε μια ισοβαρή μεταβολή υπολογίζεται ως το γινόμενο α) της πίεσης επί τη μεταβολή της θερμοκρασίας. β) της πίεσης επί τη μεταβολή του όγκου. γ) της θερμοκρασίας επί τη μεταβολή του όγκου. δ) του όγκου επί τη μεταβολή της θερμοκρασίας. 8. Το έργο μιας αντιστρεπτής μεταβολής είναι ίσο με το εμβαδόν κάτω από τη γραμμή που αποδίδει γραφικά τη μεταβολή σε διάγραμμα με άξονες: α) - β) -T γ) - T δ) -T 9. Κατά τη διάρκεια μιας μη αντιστρεπτής μεταβολής το αέριο υποχρεωτικά α) δεν παράγει έργο. β) δεν απορροφά θερμότητα. γ) δε μεταβάλλει την εσωτερική του ενέργεια. δ) τίποτα από τα παραπάνω.. Ποιες από τις παρακάτω επιλογές είναι σωστές; 'Ένα αέριο έχει α) θερμότητα. β) θερμοκρασία. γ) έργο. δ) εσωτερική ενέργεια.

Κεφάλαιο Θερμοδυναμική 7. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές; Η εσωτερική ενέργεια ενός ιδανικού αερίου α) είναι το άθροισμα όλων των κινητικών και όλων των δυναμικών ενεργειών των μορίων του. β) είναι το άθροισμα των κινητικών ενεργειών των μορίων του. γ) εξαρτάται από όλες τις θερμοδυναμικές μεταβλητές του αερίου. δ) εξαρτάται μόνο απ' τη θερμοκρασία του.. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές; Η θερμοκρασία ενός αερίου μεταβάλλεται αντιστρεπτά από Τ σε Τ. Η μεταβολή στην εσωτερική του ενέργεια είναι α) μεγαλύτερη, όταν η μεταβολή είναι ισοβαρής, από ότι, όταν είναι ισόχωρη. β) μηδέν, όταν δεν ανταλλάσσεται θερμότητα. γ) ανεξάρτητη του τρόπου μετάβασης. δ) ανάλογη της διαφοράς Τ - Τ.. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές; α) Δύο αέρια, που έχουν ίδιο αριθμό μορίων και ίδια μέση κινητική ενέργεια για κάθε μόριο, έχουν ίδια εσωτερική ενέργεια. β) Η μεταβολή της εσωτερικής ενέργειας ενός αερίου είναι συνάρτηση μόνο της αρχικής και της τελικής κατάστασης του αερίου και δεν εξαρτάται από τον τρόπο μετάβασης από τη μια κατάσταση στην άλλη. γ) Ορισμένη ποσότητα ιδανικού αερίου βρίσκεται μέσα σε ένα δοχείο. Η εσωτερική ενέργεια του αερίου αυξάνεται, όταν το δοχείο αρχίσει να κινείται. δ) Το έργο που παράγεται κατά τη μεταβολή ενός αερίου από μια κατάσταση ισορροπίας σε μια άλλη είναι το ίδιο, είτε η μεταβολή είναι αντιστρεπτή, είτε μη αντιστρεπτή. ε) 'Ένα αέριο διπλασιάζει τον όγκο του ισόθερμα ή ισοβαρώς, ξεκινώντας κάθε φορά από την ίδια αρχική κατάσταση. Το έργο κατά την ισοβαρή εκτόνωση είναι μικρότερο απ' ότι στην ισόθερμη. στ) Η εσωτερική ενέργεια ενός ιδανικού αερίου είναι ανάλογη της μάζας του αερίου, στην ίδια πάντοτε θερμοκρασία. ζ) Η εσωτερική ενέργεια ενός ιδανικού αερίου ανταλλάσσεται με το περιβάλλον. 4. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές; Το έργο που παράγεται σε κάθε αντιστρεπτή μεταβολή ενός αερίου εξαρτάται από α) την ατομικότητα των μορίων. β) τον τρόπο μετάβασης από την αρχική στην τελική κατάσταση. γ) τον τρόπο σύνδεσης των ατόμων στο μόριο. δ) τη μεταβολή της πίεσης του αερίου. 5. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές; 'Ένα αέριο παράγει έργο, α) μόνο όταν υφίσταται αντιστρεπτή μεταβολή. β) όταν μεταβάλλεται ο όγκος του. γ) που υπολογίζεται από το εμβαδόν στο διάγραμμα -, είτε η μεταβολή του αερίου είναι αντιστρεπτή είτε όχι. δ) που είναι ίσο με το εμβαδόν σε διάγραμμα -T. Ασκήσεις Προβλήματα. Μια ποσότητα ιδανικού αερίου εκτονώνεται ισόθερμα από την κατάσταση Α με =6 5 N/m και =m στην κατάσταση Β με Β = 5 N/m. Να βρείτε α) τον όγκο β) το έργο W που παράγει το αέριο. α) ια την ισόθερμη μεταβολή ΑΒ θα ισχύει ο νόμος του oyle οπότε, 4m β) Το ζητούμενο έργο σε διάγραμμα θα ισούται με το εμβαδόν του χωρίου που σχηματίζεται από την ισόθερμη καμπύλη της μεταβολής ΑΒ, τον άξονα των όγκων και τις παράλληλες με τον άξονα των πιέσεων ευθείες για όγκους Α,. Μαθηματικά υπολογίζεται ότι το εμβαδόν αυτό είναι ίσο με: 5 W nrt ln W ln W ln J

Κεφάλαιο Θερμοδυναμική 8. Στο διπλανό σχήμα παριστάνεται η κυκλική μεταβολή ΑΒΔΑ. Να βρεθεί το ολικό έργο W της μεταβολής. Επίσης, να κάνετε τα αντίστοιχα διαγράμματα T, T. α) Σε κυκλικές μεταβολές αερίου, το ζητούμενο έργο υπολογίζεται γραφικά από το εμβαδόν που ορίζει η κυκλική μεταβολή σε διάγραμμα -. Οπότε, W () () W ( ) ( ) ολ 5 ολ Wολ Wολ J β) Τα ζητούμενα διαγράμματα φαίνονται παρακάτω. Εφαρμόζοντας την καταστατική εξίσωση για τις καταστάσεις Α, Β,, Δ προκύπτει για τις θερμοκρασίες Τ Α, Τ Β, Τ : Τ Β =Τ Α και Τ Α =Τ Δ ενώ Τ Α = Τ. Έτσι προκύπτουν τα αντίστοιχα διαγράμματα T, T.. Ποσότητα ιδανικού αερίου ίση με n=/rmol υφίσταται τις ισοβαρείς μεταβολές ΑΒ και Δ όπως φαίνονται στο διπλανό σχήμα, όπου Τ =Κ και Τ =5Κ. Να υπολογίσετε το έργο που παράγει το αέριο σε καθεμία από τις μεταβολές. Ποιο είναι το γενικό συμπέρασμα που προκύπτει; R=8.4 J/mol K ια τη μεταβολή ΑΒ το έργο που παράγεται από το αέριο θα είναι: W Δ W nrδt W nr(t T ) W 4J ια τη μεταβολή Δ το έργο που παράγεται από το αέριο θα είναι: WΔ Δ WΔ nrδt WΔ nr(t T ) WΔ 4J ενικεύοντας, μπορούμε να πούμε ότι για οποιαδήποτε ισοβαρή αντιστρεπτή μεταβολή αερίου μεταξύ δυο θερμοκρασιών Τ και Τ, το έργο που παράγεται από το αέριο είναι πάντα το ίδιο. 4. Η εσωτερική ενέργεια μιας ποσότητας ιδανικού αερίου το οποίο βρίσκεται υπό πίεση = 5 N/m είναι ίση με U=6J. Να υπολογίσετε τον όγκο που καταλαμβάνει το αέριο. ια την εσωτερική ενέργεια ιδανικού αερίου ξέρουμε ότι: U nrt Αν λάβουμε υπόψη και την καταστατική εξίσωση έχουμε: nrt Συνδυάζοντας τις προηγούμενες σχέσεις προκύπτει: U U 4 m 5. Ορισμένη ποσότητα ιδανικού αερίου μεταβαίνει από την κατάσταση Α με = 5 N/m και όγκο =4 - m στην κατάσταση Β με Β = 5 N/m και όγκο Β = - m, όπως φαίνεται στο διπλανό σχήμα. Να υπολογίσετε την μεταβολή στην εσωτερική ενέργεια του αερίου. Η εσωτερική ενέργεια στην κατάσταση Α είναι: U nrt () Η εσωτερική ενέργεια στην κατάσταση Β είναι: U nrt () Αφαιρώντας από την () την () έχουμε: ΔU nr(t T ) () Από την καταστατική για τις καταστάσεις Α, Β έχουμε ότι: nrt και nrt οπότε η () γίνεται, ΔU ( ) ΔU 5J Το αρνητικό πρόσημο δηλώνει ότι η εσωτερική ενέργεια μειώνεται ή αλλιώς το αέριο ψύχεται.

Κεφάλαιο Θερμοδυναμική 9 6. Ποσότητα ιδανικού αερίου καταλαμβάνει όγκο =m σε θερμοκρασία Τ Α = 5 Κ και σε πίεση =4 5 N/m. Το αέριο εκτελεί κυκλική μεταβολή, η οποία αποτελείται από τις ακόλουθες διαδοχικές μεταβολές: ΑΒ: ισόθερμη εκτόνωση μέχρι ο όγκος να γίνει Β =4m. Β: ισοβαρής συμπίεση μέχρι ο όγκος να γίνει =m. Δ: ισόθερμη συμπίεση μέχρι ο όγκος να γίνει Δ =m. ΔΑ: ισόχωρη θέρμανση μέχρι η θερμοκρασία να γίνει Τ Α = 5 Κ. α) Να παραστήσετε την κυκλική μεταβολή σε διάγραμμα -. β) Να βρείτε την εσωτερική ενέργεια του αερίου στην αρχική του κατάσταση. γ) Να βρείτε το συνολικό έργο του αερίου στην κυκλική μεταβολή. α) Το ζητούμενο διάγραμμα - φαίνεται στο διπλανό σχήμα. β) Συνδυάζοντας τη σχέση που δίνει την εσωτερική ενέργεια ιδανικού αερίου και την καταστατική εξίσωση για την κατάσταση Α αντίστοιχα, έχουμε: U nrt και nrt. Άρα 5 U U 6 J γ) Το συνολικό έργο του αερίου στη μεταβολή ΑΒΔ είναι το αλγεβρικό άθροισμα των επιμέρους έργων, δηλαδή: Wολ WΑΒ WΒ WΔ WΔΑ Κατά τη μεταβολή ΔΑ δεν έχουμε μεταβολή του όγκου του αερίου και άρα W ΔΑ =. Τελικά θα έχουμε, Δ W ολ nrt ln ( ) nrt ln Δ Wολ ln ( ) ln () Όμως, η μεταβολή ΑΒ είναι ισόθερμη και άρα ισχύει ο νόμος του oyle. Άρα, 5 N / m και επίσης,. Όλα τα μεγέθη στην () είναι γνωστά. Αντικαθιστώντας προκύπτει: 5 W (ln )J. ολ 7. Ποσότητα n=/r mol ιδανικού αερίου βρίσκεται σε κατάσταση θερμοδυναμικής ισορροπίας Α με =4 5 N/m και =L. Το αέριο εκτελεί κυκλική μεταβολή, η οποία αποτελείται από τις ακόλουθες διαδοχικές μεταβολές: ΑΒ: ισοβαρής εκτόνωση μέχρι διπλασιασμού της θερμοκρασίας. Β: ισόθερμη εκτόνωση μέχρι υποδιπλασιασμού της πίεσης. Δ: ισοβαρής συμπίεση μέχρι την αρχική θερμοκρασία. ΔΑ: ισόθερμη συμπίεση. α) Να παραστήσετε την κυκλική μεταβολή σε διάγραμμα -. β) Να υπολογίσετε το έργο που παράγεται σε κάθε μεταβολή καθώς και το συνολικό έργο. α) ια την κατάσταση Α ισχύει η καταστατική εξίσωση. Άρα: nrt T T 4K nr Η μεταβολή ΑΒ είναι ισοβαρής και θα ισχύει: T T 4L T T Το ζητούμενο διάγραμμα - φαίνεται δίπλα. β) ια τα έργα θα έχουμε: W ( ) W 8J W W W W Β Δ ΔΑ ολ nrt Β ln Β Δ W nrt W ΑΒ Α ln W Δ Α Δ Β W Β nrt Β nrδτ W W W Δ ΔΑ nrt W ΔΑ ln Δ Α Β W nr(t ln W ολ Δ Α Δ Β W 6 ln J T ) W ΔΑ 8ln J Δ 8 ln J 8J

Κεφάλαιο Θερμοδυναμική 8. Ποσότητα n=/r mol ιδανικού αερίου βρίσκεται σε κατάσταση θερμοδυναμικής ισορροπίας Α με =4 5 N/m και θερμοκρασία Τ Α =4Κ. Το αέριο εκτελεί κυκλική μεταβολή, η οποία αποτελείται από τις ακόλουθες διαδοχικές μεταβολές: ΑΒ: ισοβαρής εκτόνωση με Τ Β =8Κ. Β: ισόθερμη εκτόνωση με = 5 N/m. Δ: ισοβαρής συμπίεση μέχρι τον αρχικό όγκο. ΔΑ: ισόχωρη θέρμανση. α) Να παραστήσετε την κυκλική μεταβολή σε διάγραμμα -. β) Ποιος νόμος ισχύει σε κάθε επιμέρους μεταβολή; γ) Να υπολογίσετε το έργο που παράγεται σε κάθε μεταβολή καθώς και το συνολικό έργο. α) ια την κατάσταση Α ισχύει η καταστατική εξίσωση. Άρα: nrt nrt L Το ζητούμενο διάγραμμα - φαίνεται δίπλα. β) Μεταβολή ΑΒ σταθ T Μεταβολή Β σταθ, Μεταβολή Δ σταθ T Μεταβολή ΔΑ σταθ T. γ) ια τα έργα θα έχουμε: W ( ) W nr(t T ) W 8J W Β nrt Β ln Β W Β nrt Β ln Β W Β 6 ln J nrt WΔ (Δ ) WΔ Α WΔ J και W ΔΑ Wολ WΑΒ WΒ WΔ Wολ (6ln 4)J 9. Μια ποσότητα ιδανικού αερίου περιέχει Ν μόρια και βρίσκεται στην κατάσταση Α, όπου η μέση κινητική ενέργεια των μορίων του είναι K. Το αέριο συμπιέζεται αντιστρεπτά με σταθερή πίεση, μέχρι ο όγκος του να υποτετραπλασιαστεί. NK Να αποδείξετε ότι η ενέργεια που δόθηκε στο αέριο με τη μορφή έργου είναι ίση με W. ια τη μεταβολή που δίνεται το έργο που προσφέρουμε είναι: W (T ) W ( ) W W nrt () 4 4 4 R nr K kt K T K T () N N Από, () και () NK W.

Κεφάλαιο Θερμοδυναμική Ενότητα 5 ος Θερμοδυναμικός Νόμος Βασικές Ερωτήσεις Θεωρίας. Να διατυπώσετε τον πρώτο θερμοδυναμικό νόμο. Τι πρόσημα παίρνουν τα μεγέθη του νόμου;. Να εφαρμόσετε τον πρώτο θερμοδυναμικό νόμο σε μια ισόθερμη αντιστρεπτή μεταβολή.. Να εφαρμόσετε τον πρώτο θερμοδυναμικό νόμο σε μια ισόχωρη αντιστρεπτή μεταβολή. 4. Να εφαρμόσετε τον πρώτο θερμοδυναμικό νόμο σε μια ισοβαρή αντιστρεπτή μεταβολή. 5. Ποια μεταβολή ενός αερίου ονομάζεται αδιαβατική; Ποιος νόμος περιγράφει την αδιαβατική μεταβολή; Να παραστήσετε γραφικά σε διάγραμμα - μια αδιαβατική μεταβολή. 6. Να εφαρμόσετε τον πρώτο θερμοδυναμικό νόμο σε μια αδιαβατική αντιστρεπτή μεταβολή. Από ποια σχέση δίνεται το έργο στην αδιαβατική αντιστρεπτή μεταβολή; 7. Ποια μεταβολή ενός αερίου ονομάζεται κυκλική; Να εφαρμόσετε τον πρώτο θερμοδυναμικό νόμο σε μια κυκλική αντιστρεπτή μεταβολή. Ερωτήσεις, Ασκήσεις, Προβλήματα Σχολικού Βιβλίου Σελίδα Σελ. 68 Ερωτήσεις.9,.,. Σελ. 69 Ερωτήσεις.,.,.4,.5,.6,.7,.8,.9 Σελ. 74 Ασκήσεις.4,.44,.45,.46,.47 Σελ. 76 Προβλήματα.57,.6,.64,.67,.69

Κεφάλαιο Θερμοδυναμική Ερωτήσεις Θεωρίας. Είναι δυνατό να προσφέρουμε θερμότητα σε ένα σύστημα χωρίς να αυξάνεται η θερμοκρασία του;. Να αναφέρετε δυο ομοιότητες και δυο διαφορές μεταξύ έργου και θερμότητας.. Με βάση το πρώτο θερμοδυναμικό νόμο να δικαιολογήσετε γιατί οι αδιαβατικές καμπύλες είναι ποιο απότομες από τις ισόθερμες. Ερωτήσεις Πολλαπλής Επιλογής Σωστού Λάθους. Η μεταβολή της εσωτερικής ενέργειας σε μια αντιστρεπτή μεταβολή ενός αερίου είναι σε όλες τις περιπτώσεις α) θετική. β) ίση με το έργο W. γ) ίση με τη θερμότητα. δ) ίση με τη διαφορά -W.. Σε μια ισόθερμη εκτόνωση ισχύει: α) >, W=, ΔU>. β) =, W>, ΔU>. γ) <, W<, ΔU=. δ) >, W>, ΔU=.. Σε μια ισόθερμη εκτόνωση το αέριο παράγει έργο ίσο με J. Το ποσό θερμότητας που απορροφά στη μεταβολή αυτή είναι: α) ίσο με J. β) ίσο με μηδέν. γ) ίσο με - J. δ) μικρότερο από J. 4. Σε μια ισόχωρη θέρμανση ενός αερίου το ποσό θερμότητας που απορροφά το αέριο είναι J. Η μεταβολή στην εσωτερική του ενέργεια, συνεπώς, είναι: α) J. β). γ) - J. δ) 5 J. 5. Σε μια ισόχωρη θέρμανση ενός αερίου είναι: α) >, W>, ΔU>. β) >, W<, ΔU<. γ) >, W=, ΔU>. δ) >, W=, ΔU<. 6. Σε μια ισόχωρη θέρμανση ενός αερίου α) αυξάνεται η πίεση. β) ελαττώνεται η εσωτερική ενέργεια. γ) μειώνεται η ενεργός ταχύτητα των μορίων. δ) το έργο είναι θετικό. 7. Σε μια ισόχωρη ψύξη, το αέριο: α) καταναλώνει έργο. β) αποβάλλει θερμότητα. γ) δεν μεταβάλλει την εσωτερική του ενέργεια. δ) αυξάνει την εσωτερική του ενέργεια. 8. Σε μια ισοβαρή εκτόνωση ενός αερίου ισχύει: α) W=. β) =. γ) ΔU=. δ) >ΔU. 9. Σε μια ισοβαρή εκτόνωση ενός αερίου ισχύει: α) >, W>, ΔU<. β) >, W<, ΔU>. γ) >, W>, ΔU>. δ) >, W<, ΔU<.. Σε μια ισοβαρή εκτόνωση, το αέριο απορροφά θερμότητα ίση με J και αυξάνει την εσωτερική του ενέργεια κατά 4 J. Το παραγόμενο έργο από το αέριο είναι: α) 8 J. β) 6 J. γ) 4 J. δ) 4 J.. Σε μια ισοβαρή ψύξη, το αέριο καταναλώνει έργο ίσο με 4 J και ταυτόχρονα μειώνει την εσωτερική του ενέργεια κατά J. Το αποβαλλόμενο ποσό θερμότητας είναι ίσο με: α) 4 J. β) 8 J. γ) J. δ) 6 J.. Σε μια ισοβαρή εκτόνωση ενός αερίου ισχύει: α) W=ΔU. β) W>ΔU. γ) W<. δ) +W=ΔU.. Ένα αέριο εκτελεί ξεχωριστά δύο ισοβαρείς εκτονώσεις Α Β και Δ, μεταξύ των ίδιων ισοθέρμων Τ και Τ. Ποια από τις παρακάτω σχέσεις είναι λανθασμένη; α) W =W Δ β) = Δ γ) ΔU =ΔU Δ δ) W >W Δ 4. Σε μια αδιαβατική εκτόνωση ενός αερίου α) η πίεση αυξάνεται. β) η θερμοκρασία αυξάνεται. γ) η ενεργός ταχύτητα αυξάνεται. δ) η μέση κινητική ενέργεια για κάθε μόριο ελαττώνεται. 5. Σε μια αδιαβατική μεταβολή ενός αερίου, όταν αυξάνεται η πίεση, τότε: α) ο όγκος αυξάνεται. β) η θερμοκρασία αυξάνεται. γ) η θερμοκρασία μένει σταθερή. δ) το γινόμενο διατηρείται σταθερό.

Κεφάλαιο Θερμοδυναμική 6. Σε μια αδιαβατική μεταβολή ενός αερίου δεν είναι δυνατόν α) να μεταβληθεί η θερμοκρασία του. β) να παραχθεί έργο. γ) να μεταβληθεί η εσωτερική του ενέργεια. δ) να διατηρηθεί κάποια από τις θερμοδυναμικές μεταβλητές,, Τ σταθερή. 7. Σε μια αδιαβατική εκτόνωση ενός αερίου α) η πίεση του αυξάνεται. β) η εσωτερική του ενέργεια αυξάνεται. γ) το γινόμενο T διατηρείται σταθερό. δ) το πηλίκο /T διατηρείται σταθερό. 8. Σε μια αδιαβατική εκτόνωση το αέριο παράγει έργο ίσο με J. Η μεταβολή στην εσωτερική του ενέργεια είναι: α) ίση με J. β) ίση με μηδέν. γ) ίση με - J. δ) μικρότερη από J. 9. Σε μια αδιαβατική εκτόνωση ενός αερίου, ισχύει α) =, W<, ΔU<. β) =, W>, ΔU<. γ) =, W>, ΔU>. δ) =, W<, ΔU>.. Ένα ιδανικό αέριο μεταβαίνει από την κατάσταση Α στην κατάσταση Β εκτελώντας την αντιστρεπτή μεταβολή (α) ή τη μεταβολή (β) που παριστάνονται στο διάγραμμα - του σχήματος. Τότε θα είναι: α) W α =W β. β) α = β. γ) α > β. δ) W α <W β.. Όταν ένα αέριο εκτονώνεται από όγκο σε όγκο : α) ισοβαρώς ή β) ισόθερμα ή γ) αδιαβατικά τα παραγόμενα έργα έχουν σχέση: α) W α >W β >W γ. β) W β >W α >W γ. γ) W γ >W β >W α. δ) W α >W γ >W β.. Ένα αέριο διπλασιάζει τη θερμοκρασία του ισοβαρώς (Α Β) και στη συνέχεια υποδιπλασιάζει την πίεσή τον ισόχωρα (Β ). ια τις μεταβολές Α Β και Β α) τα ποσά θερμότητας και Β είναι ίσα. β) τα ποσά θερμότητας και Β είναι αντίθετα. γ) οι μεταβολές στην εσωτερική ενέργεια ΔU ΑΒ και ΔU Β είναι ίσες. δ) οι μεταβολές στην εσωτερική ενέργεια ΔU ΑΒ και ΔU Β είναι αντίθετες.. Ένα αέριο υποδιπλασιάζει την πίεσή του ισόχωρα (ΑΒ) και στη συνέχεια διπλασιάζει τον όγκο τον ισοβαρώς (Β). ια τις δύο μεταβολές ισχύει: α) ΔU ολ =. β) ολ =. γ) W ολ =. δ) ολ >W ολ. 4. Ένα αέριο εκτονώνεται αδιαβατικά (Α Β) από θερμοκρασία Τ, σε Τ και στη συνέχεια θερμαίνεται ισόχωρα στην αρχική θερμοκρασία Τ. ια τις δύο μεταβολές ισχύει: α) ολ =. β) ΔU ολ =. γ) W ολ <. δ) ολ >. 5. Ένα αέριο διπλασιάζει τον όγκο του ισοβαρώς και στη συνέχεια υποδιπλασιάζει τη θερμοκρασία τον αδιαβατικά. ια τις δύο μεταβολές θα ισχύει: α) ολ =. β) W ολ >. γ) ΔU ολ >. δ) ολ =W ολ. 6. Ένα αέριο, που έχει σταθερά γ=5/, εκτονώνεται αδιαβατικά, έως ότου ο όγκος γίνει οκταπλάσιος του αρχικού. Στη συνέχεια για να αποκτήσει την αρχική του πίεση ισόχωρα, πρέπει η θερμοκρασία τον να αυξηθεί κατά: α) φορές. β) 8 φορές. γ) 4 φορές. δ) φορές. 7. Ένα αέριο, που έχει σταθερά γ=5/, αυξάνει την πίεση του αδιαβατικά κατά φορές. Η τελική θερμοκρασία είναι μεγαλύτερη της αρχικής κατά: α) φορές. β) 4 φορές. γ) 8 φορές. δ) 6 φορές. 8. Ποια από τις παρακάτω προτάσεις είναι λανθασμένη; Ένα αέριο απορροφά θερμότητα από το περιβάλλον του, όταν υποβάλλεται σε α) ισόθερμη εκτόνωση. β) αδιαβατική εκτόνωση. γ) ισοβαρή εκτόνωση. δ) ισόχωρη θέρμανση. 9. Από μια κατάσταση Α ενός ιδανικού αερίου, που αποδίδεται με ένα σημείο, σε διάγραμμα ρ- είναι δυνατόν να περνούν: α) δύο αδιαβατικές καμπύλες. β) δύο ισόθερμες καμπύλες. γ) μια ισόθερμη και μια αδιαβατική καμπύλη. δ) δύο ισοβαρείς καμπύλες.. Ένα αέριο εκτελεί ξεχωριστά δυο αδιαβατικές εκτονώσεις Α Β και Δ, μεταξύ δυο ισόθερμων Τ και Τ όπως στο σχήμα. ια τις μεταβολές αυτές ισχύει: α) ΔU >ΔU Δ β) W =W Δ γ) W >W Δ δ) W < W Δ