ΘΕΜΑ Α. Σωστή απάντηση είναι η α. Πριν το κλείσιμο του διακόπτη η αντίσταση του κυκλώματος είναι: λ, = Λ +. Μετά το κλείσιμο του διακόπτη η ολική αντίσταση είναι: λ, = Λ. Έτσι,,,, Ι < Ι. Οπότε ο λαμπτήρας θα φωτοβολεί περισσότερο. αρχ τελ. Σωστή απάντηση είναι η α. Το ρεύμα αρχικά είναι ίσο με: E (). Μετά το κλείσιμο του διακόπτη η συνολική αντίσταση είναι: E Το ρεύμα είναι: (). E Διαιρούμε τις () και () κατά μέλη: Ι = Ι. Σωστή απάντηση είναι η α. Από το σχήμα προκύπτει: >.. Το ρεύμα κανονικής λειτουργίας του λαμπτήρα είναι: κ = Η δε αντίσταση του είναι Λ = Ω Ο λαμπτήρα λειτουργεί κανονικά. συνεπώς το ρεύμα που τον διαρρέει είναι Α. Έχουμε: q N q e t 6 N N N ηλεκτρόνια. 9 t t q,6 e S S.. Το δίπολο ΑΒ έχει τάση ΑΒ =, αφού ο λαμπτήρας λειτουργεί κανονικά και το ρεύμα που διαρρέει τους αντιστάτες και είναι: = Α Β Α Β κ θ ΔΟΥΚΑΤΖΗΣ ΒΑΣΙΛΗΣ ΦΥΣΙΚΟΣ 697 7, 69766 W.U. Βόλος
Το ρεύμα που διαρρέει την πηγή είναι Ι = Ι κ + Ι Ι = Α. Η τάση Β είναι Β = Ι Β = 6 Έτσι για την Η.Ε.Δ. έχουμε = Α = ΑΒ + Β = 6... Η αρχική ισχύς στο κύκλωμα είναι: αρχ = Ι αρχ = 6 W αρχ = 7 W. Μετά την αντικατάσταση του λαμπτήρα η ολική αντίσταση του κυκλώματος θα είναι: Η είναι παράλληλα συνδεδεμένη με την ισοδύναμη των, και σε σειρά η αντίσταση του διπόλου ΑΒ με, την. Οπότε:, ꞌ ολ = ΑΒ + ꞌ ολ = 7 Ω., 6 W 7 Το ποσοστό είναι: τελ = 8W 8 7 % % π =,% 7 Δηλαδή έχουμε ελάττωση της ισχύος κατά,%. ΘΕΜΑ Β. Σωστή απάντηση είναι η β. ια την σύνδεση σε σειρά έχουμε: ολ, = + + ολ, = 6 6 6 ια την παράλληλη σύνδεση ισχύει:, 6 ια το πηλίκο των ισχύων έχουμε:. Σωστή απάντηση είναι η β. Ο λαμπτήρας έχει αντίσταση Ο λαμπτήρας έχει αντίσταση, 6 6,, = 8 6,,, Οι λαμπτήρες είναι σε σειρά άρα έχουμε κοινό ρεύμα και εφόσον η φωτοβολία είναι ανάλογη της ισχύος θα είναι: άρα φωτοβολεί περισσότερο ο λαμπτήρας.. Σωστή απάντηση είναι η γ. ια ορισμένη θερμοκρασία η αντίσταση εξαρτάται μόνο από τα γεωμετρικά και φυσικά χαρακτηριστικά της και είναι ανεξάρτητη της τάσης που εφαρμόζουμε στα άκρα της. Α Β ΔΟΥΚΑΤΖΗΣ ΒΑΣΙΛΗΣ ΦΥΣΙΚΟΣ 697 7, 69766 W.U. Βόλος
.. Η αντίσταση της θερμικής συσκευής είναι: 6 L S,6 Ισχύει: m ρ = 6 S L.. Το κύκλωμα φαίνεται στο διπλανό σχήμα. Το δίπολο ΑΒ έχει τάση = και έχουμε: 6 Ωm =.. ια να λειτουργεί κανονικά η θερμική συσκευή θα πρέπει να έχουμε κ = Β =. Αλλά ΑΒ = > Β οπότε η συσκευή υπολειτουργεί.. Έχουμε θ, = θ + θ, = Ω.,. Η ισχύς είναι: W = W =,kw, Η ενέργεια που δαπανά η διάταξη σε h είναι: W t W,kW h W kwh και το κόστος W ή kwh, Λ =, kwh Α. θ Β ΘΕΜΑ. Σωστή απάντηση είναι η γ. Το έργο στην ισόθερμη συμπίεση είναι: W nt n W n W n Στην ισόχωρη το έργο είναι μηδέν Στην ισοβαρή από όγκο / μέχρι όγκο έχουμε: W ( ) W οπότε W W W n W ( n). Σωστή απάντηση είναι η β. Από τα εμβαδά κάτω από τις γραφικές παραστάσεις έχουμε W ΑΒ > W Α (). Επίσης ΔU ΑΒ > και ΔU Α = άρα ΔU ΑΒ > ΔU Α (). Προσθέτουμε τις () και () (),() W ΑΒ + ΔU ΑΒ > W Α + ΔU Α Q ΑΒ > Q Α.. Σωστή απάντηση είναι η γ. Η μέση μεταφορική κινητική ενέργεια εξαρτάται μόνο από την θερμοκρασία. Συνεπώς επειδή τα αέρια βρίσκονται στο ίδιο δοχείο θα ισχύει:, η ενεργός ταχύτητα εξαρτάται και από την θερμοκρασία και από την μάζα, συνεπώς η μεγαλύτερη μάζα θα έχει την μικρότερη ταχύτητα. m Δηλαδή υ εν < υ εν < υ εν. ΔΟΥΚΑΤΖΗΣ ΒΑΣΙΛΗΣ ΦΥΣΙΚΟΣ 697 7, 69766 W.U. Βόλος
.. Από την καταστατική εξίσωση έχουμε: = nt T = K Έτσι U nt U J U = 96 J.. Η μεταβολή Α είναι αδιαβατική οπότε: 6 =,atm Η μεταβολή ΑΒ είναι ισοβαρής οπότε: Β = =, atm. Η μεταβολή Β είναι ισόθερμη και ισχύει:, 6 m, =, m Β Β = nt Β T Β = 8 K = Τ Τα αποτελέσματα φαίνονται συγκεντρωτικά στον διπλανό πίνακα... Το αέριο απορροφά θερμότητα μόνο κατά την μεταβολή Β (η ΑΒ είναι ψύξη οπότε αποβάλει θερμότητα και η Α αδιαβατική οπότε Q = ). 6 Q nt n Q 8 n J Q 6 nj Q 6 n J Q 6 nj, Q 8,7 J Q Β = 6J... Έχουμε C C C C C Η μεταβολή ΑΒ είναι ισοβαρής οπότε: Q nc (T T ) Q (8 ) J Q = -J Όπως είπαμε παραπάνω Q Α =. Άρα Q ολ = Q ΑΒ + Q Β + Q Α Q ολ = 6 J. Αλλά στην κυκλική μεταβολή έχουμε: W ολ = Q ολ W ολ = 6 J. ΘΕΜΑ Δ. Σωστή απάντηση είναι η β. Το συνολικό ποσό θερμότητας σε μία κυκλική μεταβολή είναι ίσο με το έργο που παράγει η καταναλώνει το αέριο. Η φορά διαγραφής του κύκλου είναι αντιωρολογιακή, οπότε το αέριο καταναλώνει έργο και ισχύει: W = Εμβ. = ( )( ) W = Q =.. Σωστή απάντηση είναι η γ. Από το διάγραμμα φαίνεται ότι η πυκνότητα είναι ανάλογη της πίεσης συνεπώς: (atm),,, Τ Α Τ Β 6 (L) Α Β ( N/m),,, ( m ), 6 T(Κ) 8 8 ΔΟΥΚΑΤΖΗΣ ΒΑΣΙΛΗΣ ΦΥΣΙΚΟΣ 697 7, 69766 W.U. Βόλος
... άρα η μεταβολή είναι ισόθερμη. Η εσωτερική ενέργεια εξαρτάται μόνο από την θερμοκρασία, οπότε θα παραμένει σταθερή.. Σωστή απάντηση είναι η α. Από το διάγραμμα προκύπτει ότι η πυκνότητα παραμένει σταθερή, άρα και ο όγκος παραμένει σταθερός, δηλαδή έχουμε μία ισόχωρη θέρμανση. Στην ισόχωρη θέρμανση ισχύει: Q = nc (T T ) >. Άρα το αέριο απορροφά θερμότητα από το περιβάλλον. nt T 8.. ια τα σημεία Β και ισχύει: T T nt T 8.. Το καθαρό ποσό θερμότητας που απορροφά το αέριο κατά την διάρκεια της κυκλικής μεταβολής είναι ίσο με το συνολικό έργο, το οποίο είναι ίσο με το εμβαδό του χωρίου που περικλείει η κυκλική μεταβολή. Q W Q = J.. Η μεταβολή Β είναι μία τυχαία μεταβολή, οπότε το Q μπορεί με εφαρμογή του πρώτου θερμοδυναμικού νόμου, για την μεταβολή αυτή. ΔU Β = nc v (Τ Τ Β ) = και το έργο θα υπολογιστεί από το εμβαδό κάτω από την μεταβολή Β και του άξονα των όγκων. W. J W 6 J. Τελικά Q Β = ΔU Β + W Β Q Β = 6 J. Q nc v(t T ) (T T ).. ια τον λόγο έχουμε: Q nc (T T ) (T T ) () Έχουμε C Cv C και C οπότε από την () έχουμε: = C v ( N/m ) ( N/m ) Q Q Α ( m ) ( m ) ΔΟΥΚΑΤΖΗΣ ΒΑΣΙΛΗΣ ΦΥΣΙΚΟΣ 697 7, 69766 W.U. Βόλος