Υπό Γεωργίου Κολλίντζα

ΔΕΙΓΜΑ ΑΠΟ ΤΗΝ ΤΡΑΠΕΖΑ ΘΕΜΑΤΩΝ ΤΩΝ ΧΙΛΙΑΔΩΝ ΕΡΩΤΗΣΕΩΝ ΓΝΩΣΤΙΚΟΥ ΦΥΣΙΚΩΝ (ΒΑΣΙΚΟ+ΣΥΝΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ) ΠΟΥ ΔΙΑΘΕΤΟΥΜΕ ΚΑΙ ΠΟΥ ΑΝΟΙΓΟΥΝ ΤΟ ΔΡΟΜΟ ΓΙΑ ΤΟΝ ΔΙΟΡΙΣΜΟ ΤΩΝ ΥΠΟΨΗΦΙΩΝ ΜΑΣ ΣΤΟ ΔΗΜΟΣΙΟ Υπό Γεωργίου Κολλίντζα 1. Θερμική μηχανή Carnot χρησιμοποιείται σαν ψυκτική για τη διατήρηση της θερμοκρασίας ενός θερμοστάτη στους θ =-3 ο C. Η θερμοκρασία του περιβάλλοντος είναι θ 1 =7 ο C. Πόσο μηχανικό έργο απαιτείται για την πραγματοποίηση ενός κύκλου της μηχανής αν κατ' αυτόν από τον θερμοστάτη απομακρύνονται Q =900 cal ; α. Q β. Q T1 T T 1 T1 + T T T1 γ. Q T T δ. Q T T 1

. Η κατανομή Maxwell για τα μέτρα των ταχυτήτων v έχει τη μορφή (όπου Α σταθερά): Tmv α. Ae βmv β. Ae Tmv γ. Ae βmv δ. Ae 3. H καταστατική εξίσωση των ιδανικών αερίων είναι α. PV=NkT β. NP=kVT γ. VN=kT δ. NPV=kT 4. Αν R είναι η παγκόσμια σταθερά των αερίων, k η σταθερά του Boltzmann και Ν Α ο αριθμός του Avogadro, τότε ισχύει: α. R=kN A β. R = k N A γ. Rk=N A δ. RN A =k 5. Μίγμα τέλειων αερίων οξυγόνου (Ο ), υδρογόνου (Η ) και αζώτου (Ν ) (με γνωστά τα μοριακά τους βάρη) καταλαμβάνει όγκο 40m 3 σε θερμοκρασία 300 Κ και πίεση 0,4 Pascal. H μερική πίεση του υδρογόνου στο μίγμα είναι 0,15 Pascal και του αζώτου 0, Pascal. Πόση είναι η πίεση του οξυγόνου στο μίγμα ; α. 0,05 Pa β. 0, Pa γ. 1,3 Pa δ. 0,6 Pa 6. Αν n=(c-c P )/(C-C V ) τότε όταν C=0, έχουμε διαδικασία: α. ισόχωρη β. ισοβαρής

γ. ισόθερμη δ. αδιαβατική 7. O πρώτος θερμοδυναμικός νόμος γράφεται: (όπου U η εσωτερική ενέργεια, Q η θερμότητα, W το έργο και S εντροπία, ενώ το d σημαίνει ολικό διαφορικό και το δ όχι) α. đu=dq+đw β. du=dq+đw γ. du=đq+đw δ. δu=đq+đw 8. Κατά το φαινόμενο Joule-Thomson: α. df=0 β. dh=0 γ. dp=0 δ. ds=0 9. Σε δοχείο όγκου V 1 =3l περιέχεται αέριο υπο πίεση Ρ 1 =0,ΜΡa. Σε δοχείο όγκου V =4l περιέχεται το ίδιο αέριο υπο πίεση 0,1ΜΡa. Αν οι θερμοκρασίες στα δύο δοχεία είναι ίδιες πόση θα είναι η πίεση του αερίου αν συνδέσουμε τα δύο δοχεία; α. (P 1 V 1 -P V )/(V 1 +V ) β. (P 1 V 1 +P V )/(V 1 +V ) γ. (P 1 /V 1 +P /V )/(V 1 +V ) δ. P 1 /V 1 -P /V 10. O νόμος του Dalton αναφέρει ότι α. ο λόγος των θερμοκρασιών σε ένα τέλειο μίγμα είναι σταθερός β. το άθροισμα των μερικών πιέσεων σε ένα τέλειο μίγμα είναι ίσο με την ολική πίεση του μίγματος γ. η διαφορά των μερικών πιέσεων σε ένα τέλειο μίγμα είναι ίσο με την ολική πίεση του μίγματος δ. ο λόγος των μερικών πιέσεων σε ένα τέλειο μίγμα είναι σταθερός 11. Μίγμα τέλειων αερίων οξυγόνου (Ο ), υδρογόνου (Η ) και αζώτου (Ν ) (με γνωστά τα μοριακά τους βάρη) καταλαμβάνει όγκο 40m 3 σε θερμοκρασία 300 Κ και πίεση 0,4 Pascal. H μερική πίεση του υδρογόνου στο μίγμα είναι 0,15 Pascal και του αζώτου 0, Pascal. Ποιος είναι ο αριθμός των mole υδρογόνου στο μίγμα ; α. 1,3587 moles β. 0,486 moles 3

γ. 0,0144 moles δ. 0,6 moles 1. Ένα αέριο ακολουθεί την κατάστατική εξίσωση PV=RT+PB(T) όπου Β(Τ) μια δεδομένη συνάρτηση της θερμοκρασίας. Η μεταβολή της εσωτερικής ενέργειας συναρτήσει της πίεσης Ρ κατά μήκος μιας ισόθερμης καμπύλης είναι: α. P. B(T) B(T) β. P γ. P. B (T) δ. P. B(T) 13. H ελεύθερη ενέργεια Gibbs G ορίζεται ως α. G=U-T. S+P. V β. G=U+V. S γ. G=V+T. S-U δ. G=V-P. V 14. Ποια έκφραση είναι σωστή; α. đg=s. đt+v. đp β. dg=s. dt+v. dp γ. đg=-s. dt-v. dp δ. dg=-s. dt+v. dp 15. Ο δεύτερος θερμοδυναμικός νόμος γράφεται (όπου U η εσωτερική ενέργεια, Q η θερμότητα, W το έργο, S εντροπία που οφείλεται σε αντιστρέψιμες διεργασίες και S i η εντροπία που οφείλεται σε μη-αντιστρέψιμες διεργασίες, ενώ το d σημαίνει ολικό διαφορικό και το đ όχι) α. dq ds = +đs i T β. ds=đq/t+đs i γ. -ds=đq/t-đs i δ. dq ds = -đs i T 16. Ο δεύτερος θερμοδυναμικός νόμος γράφεται: (όπου U η εσωτερική ενέργεια, Q η θερμότητα, W το έργο, S εντροπία που οφείλεται σε αντιστρέψιμες διεργασίες και S i η εντροπία που οφείλεται σε 4

μη-αντιστρέψιμες διεργασίες, ενώ το d σημαίνει ολικό διαφορικό και το đ όχι) α. ds=dq/t+đs i β. ds=đq/t+đs i γ. -ds=đq/t-đs i δ. ds=dq/t-đs i 17. Iδανικό αέριο πηγαίνει από την κατάσταση 1 στη (βλ. παρακάτω σχήμα). Ξέροντας ότι Q(1 3 )=80J (θερμότητα που παίρνει) και ότι εκτελεί έργο A(1 3 )=30J πόσο Q(1 4) και Q(4 ) παίρνει αν ξέρουμε ότι για την εσωτερική του ενέργεια U(4)-U(1)=40J ; α. 50J και 10 J αντίστοιχα β. 10J και 0 J αντίστοιχα γ. 30J και 10 J αντίστοιχα δ. 40J και 0 J αντίστοιχα 18. Πόσο είναι το έργο σε κάθε διαδικασία (βλ παρακάτω σχήμα) συναρτήσει των Τ 1, Τ, Τ 3 αν έχουμε 1mole ιδανικού αερίου και η διαδικασία 3 1 είναι αδιαβατική ; α. R/(T -T 1 ), R(T 3 -T 1 ), RT /T 1 β. R(T -T 1 ), 0, R(T 3 -T 1 ) γ. RT /T 1,0,0 δ. RT 1 T /(T +T 1 ), R(T 3 -T 1 ), 0 5

19. Πόση είναι η θερμότητα σε κάθε διαδικασία (βλ παρακάτω σχήμα) συναρτήσει των Τ 1, Τ, Τ 3 αν έχουμε 1mole ιδανικού αερίου και η διαδικασία 3 1 είναι αδιαβατική ; α. C P / (T -T 1 ), C P (T +T 1 ), C P T 1 T /(T -T 1 ) β. C P (T +T 1 ), 0, 0 γ. C P (T -T 1 ), C P (T 3 -T ), 0 δ. C P T 1 T /(T -T 1 ), 0, C P (T -T 1 ) 0. Το μέτρο ελαστικότητας Β ορίζεται ως: α. Β=-V. ( V/ P) β. Β=-V. ( P/ V) γ. Β=V. ( P/ V) δ. Β=P. ( V/ P) 1. Ποιο/ποια από τα παρακάτω είναι σωστό; α. dq=-tds β. đq=sdt γ. đq=-sdt δ. đq=tds. Πόση είναι η μεταβολή της εντροπίας σε μία αδιαβατική διαδικασία ιδανικού αερίου (Δίνονται: R, C P,C V, V A <V B ) ; α. ΔS=0 β. ΔS=[R+C V -C P ]ln(v B /V A ) γ. ΔS=[RC V -C P ]ln(v B /V A ) δ. ΔS=[R+C V +C P ]ln(v B /V A ) 3. Για μια καταστατική εξίσωση f(p,v,t)=0 πρέπει να ισχύει: 6

α. ( V/ T) P ( T/ P) v ( P/ V) T = -1 β. ( V/ T) P ( P/ T) v ( P/ V) T = 1 γ. ( V/ T) P ( V/ T) v ( P/ V) T = -1 δ. ( V/ T) P ( P/ V) T = 1 4. Σε κύκλο Carnot η θερμοκρασία του θερμικού δοχείου είναι 460 Κ ενώ η θερμοκρασία του ψυχρού δοχείου είναι 380 Κ. Το έργο που αποδίδει η μηχανή είναι 800 J. Ποιο το ποσό θερμότητας που προσλαμβάνει από το θερμό δοχείο; α. 4,6 kj β.,7 kj γ. 5 kj δ. 6,1 kj 5. Ποιες σχέσεις είναι λάθος; α. ( S/ T) P = C P /T β. ( S/ T) T =-( V/ T) P γ. ( V/ T) P = ( T/ P) S δ. ( S/ V) T = -( V/ P) T 6. Ποιες σχέσεις είναι λάθος; α. ds=c V dt/t+ ( P/ T) V dv β. ds=c V dt/t- ( V/ T) P dp γ. ds=(c V /T) ( T/ P) V dp + (C P /T) ( T/ V)P dv δ. ds=c V dp/t- ( P/ T) V dv 7. ν=1 moles ιδανικού αερίου υφίστανται ισόθερμη μεταβολή από την αρχική κατάσταση όπου Ρ 1 =10 bars, V 1 = 0,04 m 3 μέχρι την τελική κατάσταση όπου P =4 bars. Ποιό είναι το σημείο (όγκος και θερμοκρασία του) ; α. (V,T )=(,3m 3,30K) β. (V,T )=(0.5m 3,400K) γ. (V,T )=(0.1m 3,400K) δ. (V,T )=(1m 3,400K) 8. H κατάσταση ιδανικού αερίου μεταβάλλεται σύμφωνα με τη διαδικασία P=λV (λ σταθερά). Ποιο το έργο που παράγει ένα γραμμομόριο του αερίου όταν η θερμοκρασία του αυξηθεί από Τ 1 σε Τ ; 7

α. λr(t -T 1 ) β. 3R(T 1 -T )/4 γ. λv(t -T 1 ) δ. R(T -T 1 )/ 9. Αν Γ είναι ο αριθμός των μικροκαταστάσεων ενός κλειστού στατιστικού φυσικού συστήματος, τότε η εντροπία για το σύστημα ορίζεται ως α. S=k. lnγ β. S=k. TlnΓ γ. S=-k. lnγ δ. S=-k. TlnΓ 30. Η (εμπειρική) εξίσωση Clausius-Clapeyron είναι α. dp/dt=q/tδv β. dp/dt=-t/qδv γ. dt/dp=q/tδv δ. dt/dp=t/δv 8

Α Π Α Ν Τ Η Σ Ε Ι Σ 1 ου ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗΣ 1. α. β 3. α 4. α 5. α 6. δ 7. γ 8. β 9. β 10. β 11. γ 1. δ 13. α 14. δ 15. β 16. β 17. α 18. β 19. γ 0. β 1. δ. α 3. α 4. α 5. δ 6. δ 7. γ 8. δ 9. α 30. α 9