Κυριακή, 30 Νοεμβρίου 2008

Διαγράμματα συγκέντρωσης.


Δίνεται η αντίδραση: 

Α!2Β 

που πραγματοποιείται παρουσία καταλύτη Νi και το διάγραμμα δείχνει την μεταβολή της συγκέντρωσης  (σε mο: /L) ενός εκ των δύο σωμάτων ( Α ή Β) σε συνάρτηση με το χρόνο.

  1.  Σε ποιο σώμα αντιστοιχεί η καμπύλη;   
  2. Ποια χρονική στιγμή t1 ή t2 έχουμε μεγαλύτερη ταχύτητα;
  3.  Πόση είναι η ταχύτητα την χρονική στιγμή t3;    
  4. Στο ίδιο διάγραμμα να χαράξετε την καμπύλη για την μεταβολή της συγκέντρωσης του άλλου σώματος.         
  5. Η παραπάνω αντίδραση είναι μονόδρομη ή αμφίδρομη και γιατί;  
  6. Αν αφαιρέσουμε τον καταλύτη, ποια μορφή θα είχε η παραπάνω καμπύλη; ( Η αντίδραση πραγματοποιείται και χωρίς καταλύτη).

.

Απάντηση:

.

Μέση ταχύτητα αντίδρασης.

.

Σε δο­χεί­ο  βά­ζου­με δύ­ο α­έ­ρια Α και Β τα ο­ποί­α α­ντι­δρούν και δί­νουν  α­έ­ριο Γ, σύμ­φω­να με την α­ντί­δρα­ση:

Α+ 2Β → Γ.

 Στον πί­να­κα που α­κο­λου­θεί φαί­νο­νται οι συ­γκε­ντρώ­σεις των α­ε­ρί­ων σε mol/L.


  1. Να συ­μπλη­ρω­θεί ο πί­να­κας.      
  2. Να γί­νουν οι γρα­φι­κές πα­ρα­στά­σεις των συ­γκε­ντρώ­σε­ων των σω­μά­των Α, Β, Γ σε συ­νάρ­τη­ση με τον χρό­νο.
  3. Να βρε­θεί η μέ­ση τα­χύ­τη­τα της α­ντί­δρα­σης στα χρο­νι­κά δια­στή­μα­τα: 0-2s, 2s-4s, 4s-6s, 6s-8s. Μπο­ρεί­τε να ερ­μη­νεύ­σε­τε τις τι­μές που προ­κύ­πτουν;

. 

Απάντηση:

.

Σάββατο, 22 Νοεμβρίου 2008

Απόδοση και μέγιστη απόδοση θερμικής μηχανής.

Το αέριο μιας θερμικής μηχανής με γ=1,5 διαγράφει τον κύκλο του σχήματος όπου η ΓΑ είναι ισόθερμη. Αν κατά τη διάρκεια της μεταβολής ΑΒ απορροφά θερμότητα 2400J, να βρεθούν:
  1. Το ποσοστό της απορροφούμενης θερμότητας κατά την μεταβολή ΑΒ που αποθηκεύεται στο αέριο αυξάνοντας την εσωτερική του ενέργεια.
  2. Το έργο κατά την ισοβαρή θέρμανση.
  3. Το έργο κατά την ισόθερμη συμπίεση.
  4. Η απόδοση της μηχανής.
  5. Η μέγιστη απόδοση μιας μηχανής που θα λειτουργούσε μεταξύ των ίδιων θερμοκρασιών.
.Απάντηση:
.

Παρασκευή, 21 Νοεμβρίου 2008

Πέμπτη, 20 Νοεμβρίου 2008

Τετάρτη, 19 Νοεμβρίου 2008

Φορά και τιμή της έντασης του ρεύματος.

.

Ο κυλινδρικός αγωγός του σχήματος στενεύει στην περιοχή Β, ενώ στις περιοχές Α και Γ έχει την ίδια διατομή. Η ρευματική ταχύτητα των ελευθέρων ηλεκτρονίων του έχει φορά από το Α προς το Γ.

i) Η φορά του ηλεκτρικού ρεύματος είναι
 α.   από το Α προς το Γ. ............   β. από το Γ προς το Α.
ii) Για την ένταση του ρεύματος ισχύει
α.    ΙΑ = ΙΒ = ΙΓ         ............β.      ΙΑ > ΙΒ > ΙΓ                  
γ.    ΙΑ < ΙΒ < Ι Γ                δ.         ΙΑ = ΙΓ < ΙΒ

.
.

Κανόνες Kirchhoff.

Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις που αναφέρονται στο κύκλωμα του σχήματος είναι σωστές:
i)  Ι1 > Ι2.   
ii)  VΑ=VΒ.          
iii) VΑΖ= VΒΓ+VΓΔ.    
iv)  VΒΓ+VΓΔ+VΔΖ+VΖΑ+VΑΒ=0
v)  VΓ > VΔ.       
.    



Ηλεκτρικό ρεύμα.

Οι λάμπες στο παραπάνω κύκλωμα είναι ίδιες.
Να χαρακτηρίστε τις παρακάτω προτάσεις ως σωστές ή λαθεμένες.
  1. Μόλις κλείσουμε τον διακόπτη δ, θα ανάψει πρώτη η λάμπα Λ1.
  2. Οι δυο λάμπες θα φωτοβολήσουν το ίδιο.
  3. Αν μεταφέρουμε την Λ1 στη θέση που φαίνεται στο παρακάτω κύκλωμα, τότε θα διαρρέεται από ρεύμα μικρότερης έντασης και θα φωτοβολεί λιγότερο.


.
Απαντηση:
.

Παρασκευή, 14 Νοεμβρίου 2008

Γραμμομοριακές Θερμότητες.

.
Μια θερμική μηχανή διαγράφει την  κυκλική μεταβολή του παραπάνω σχήματος, όπου pΑ=105Ν/m2, VΑ=0,1m3 και VΒ=0,2m3, ενώ κατά την ισόχωρη ψύξη αποβάλλει θερμότητα 50.000J. Ζητούνται:
  1. Το έργο που παράγει η μηχανή σε κάθε κύκλο.
  2. Η θερμότητα που απορροφά το αέριο σε κάθε κύκλο.
  3. Η απόδοση του κύκλου.
  4. Οι γραμμομοριακές ειδικές θερμότητες του αερίου CV, Cp, καθώς και η αντίστοιχη κατά τη μεταβολή ΑΒ (CΑΒ).

Απάντηση:

.

2ος Θερμοδυναμικός Νόμος. Θερμική μηχανή.

.
Ορισμένη ποσότητα ιδανικού αερίου βρίσκεται στην κατάσταση Α με πίεση pΑ=6.105 Ν/m2 και όγκο VΑ=2L και εκτελεί την κυκλική μεταβολή του σχήματος, όπου η μεταβολή ΓΑ είναι ισόθερμη. Αν κατά την μεταβολή ΑΒ απορροφά θερμότητα Q=3000J, ζητούνται:

  1. Ο όγκος στην κατάσταση Β.
  2. Η θερμότητα που απορροφά ή αποβάλλει το αέριο κατά την μεταβολή ΒΓ.
  3. Η θερμότητα Qc την οποία αποβάλλει συνολικά το αέριο στη διάρκεια του κύκλου.
  4. Η απόδοση του κύκλου.

Δίνεται Cv= 3R/2 και ;n2»0,7.

Απάντηση:

.

Ισόχωρη και αδιαβατική μεταβολή αερίου.

Ένα αέριο βρίσκεται σε κατάσταση Α, σε δοχείο που κλείνεται με έμβολο. Κρατώντας σταθερή την θέση του εμβόλου, προσφέρουμε θερμότητα στο αέριο ίση με 200J, ερχόμενο σε κατάσταση Β. Κατόπιν αφήνουμε το έμβολο να κινηθεί μέχρι το αέριο να αποκτήσει την αρχική του θερμοκρασία (κατάσταση Γ), ενώ καλύψαμε τα τοιχώματα, ώστε να μην επιτρέψουμε διαρροή θερμότητας.

i) Να σχεδιάστε τις μεταβολές σε άξονες p-V.

ii) Ποιες προτάσεις είναι σωστές και ποιες λάθος:

a) Κατά την μεταβολή ΑΒ το αέριο παράγει έργο.

b) Κατά την μεταβολή ΑΒ αυξάνεται η εσωτερική ενέργεια του αερίου κατά 200J.

c) Κατά την μεταβολή ΒΓ το αέριο αποβάλλει ενέργεια μέσω έργου.

d) Κατά την μεταβολή ΒΓ μειώνεται η εσωτερική ενέργεια κατά 200J.

e) Το αέριο έχει την ίδια εσωτερική ενέργεια στις θέσεις Α και Γ.

iii) Ποιοι νόμοι περιγράφουν τις παραπάνω μεταβολές;

Απάντηση:

.

1oς Θερμοδυναμικός Νόμος. Ερωτήσεις 1.

1) Να χαρακτηρίσετε τις παρακάτω προτάσεις, που αναφέρονται σε μια αδιαβατική αντιστρεπτή μεταβολή, σαν σωστές (Σ) ή λανθασμένες (Λ).
i) Σε κάθε αδιαβατική μεταβολή η θερμοκρασία παραμένει σταθερή.
ii) Σε μια αδιαβατική συμπίεση η θερμοκρασία αυξάνεται.
iii) Το αέριο ανταλλάσσει έργο αλλά όχι θερμότητα με το περιβάλλον.
iv) Δεν εφαρμόζεται η καταστατική εξίσωση των αερίων μεταξύ δύο καταστάσεων θερμοδυναμικής ισορροπίας σε τέτοιες μεταβολές.
2) Να συμπληρώσετε τα παρακάτω τετράγωνα, θέτοντας το πρόσημο (+) ή το (-) ή το μηδέν (0) ανάλογα με το τι συμβαίνει στις παρακάτω μεταβολές.
Μεταβολή
ΔV
Δp
ΔΤ
W
ΔU
Q
Ισόθερμη εκτόνωση






Ισόχωρη ψύξη






Ισοβαρής θέρμανση






Αδιαβατική συμπίεση








1oς Θερμοδυναμικός Νόμος. Ερωτήσεις.

1) Στην εξίσωση Q = ΔU + W, όταν ο πρώτος θερμοδυναμικός νόμος εφαρμόζεται σε μια αντιστρεπτή μεταβολή ορισμένης ποσότητας αερίου, το μέγεθος που δεν εξαρτάται από τη διαδρομή είναι

.....i) η θερμότητα Q .

.....ii) το έργο W.

.....iii) η διαφορά QW.

.....iv) όλα τα παραπάνω.

2) Όταν σε ένα ιδανικό αέριο προσφέρεται θερμότητα, αλλά το έργο του αερίου είναι μηδέν, τότε ποια από τις ακόλουθες προτάσεις είναι λανθασμένη;

.....i) η θερμοκρασία του αερίου θα αυξηθεί.

.....ii) ο όγκος του αερίου θα αυξηθεί.

.....iii) η μέση μεταφορική κινητική ενέργεια των μορίων του αερίου θα αυξηθεί.

.....iv) η εσωτερική ενέργεια του αερίου θα αυξηθεί.

3) Κατά την ισόθερμη αντιστρεπτή συμπίεση ενός ιδανικού αερίου

.....i) η θερμοκρασία του αερίου αυξάνεται.

.....ii) η εσωτερική ενέργεια του αερίου αυξάνεται.

.....iii) η πίεση του αερίου αυξάνεται.

.....iv) η ενεργός ταχύτητα των μορίων του αερίου αυξάνεται.

4) Δίνεται η μεταβολή του σχήματος, που η μεταβολή ΒΓ πραγματοποιείται υπό σταθερή θερμοκρασία. Να συμπληρώσετε τα κενά:

i) Η μεταβολή ΑΒ ονομάζεται ...............................................

ii) Η μεταβολή ΒΓ ονομάζεται ...............................................

iii) Η μεταβολή ΓΑ ονομάζεται ...............................................

iv) Να χαρακτηρίσετε τις παρακάτω προτάσεις σαν σωστές (Σ) ή λανθασμένες (Λ).

a) Στη διάρκεια της μεταβολής ΑΒ αυξάνεται η εσωτερική ενέργεια του αερίου.

b) Κατά τη διάρκεια της ΒΓ το αέριο αποβάλλει θερμότητα στο περιβάλλον.

c) Η εσωτερική ενέργεια του αερίου μειώνεται κατά τη διάρκεια της ΓΑ.

d) Το εμβαδόν του καμπυλόγραμμου χωρίου ΑΒΓ είναι ίσο αριθμητικά με τη μεταβολή της εσωτερικής ενέργειας του αερίου.

e) Το εμβαδόν του καμπυλόγραμμου χωρίου ΑΒΓ είναι ίσο αριθμητικά με το ποσό θερμότητας που απορροφά το αέριο από το περιβάλλον.


.

Τρίτη, 11 Νοεμβρίου 2008

Φορτίο πυκνωτή και δυναμικά.

.


Ο πυκνωτής του παραπάνω κυκλώματος είναι αφόρτιστος και έχει χωρητικότητα C=2μF και η ηλεκτρική πηγή τάση V=10V. Κλείνουμε το διακόπτη δ1.
  1. Ποιο το δυναμικό κάθε οπλισμού του πυκνωτή και ποιο το φορτίο του;
  2. Κλείνουμε το διακόπτη δ. Να βρεθούν τώρα τα δυναμικά των οπλισμών Α και Β καθώς και το φορτίο του πυκνωτή.

.

Απάντηση:

.

Κυριακή, 9 Νοεμβρίου 2008

Πυκνωτής και διηλεκτρικό.

.
Επίπεδος πυκνωτής έχει χωρητικότητα C0, είναι φορτισμένος με φορτίο Q και έχει αποσυνδεθεί από την πηγή που τον φόρτισε. Τοποθετούμε στο εσωτερικό του διηλεκτρικό, διηλεκτρικής σταθεράς ε = 5. Ποιες προτάσεις είναι σωστές και ποιες λάθος.
  1. Tο φορτίο του θα γίνει 5Q
  2. H χωρητικότητά του θα γίνει C0/5
  3. H χωρητικότητά του θα γίνει 5C0
  4. Η τάση μεταξύ των οπλισμών του θα παραμείνει σταθερή.
  5. Η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου στο εσωτερικό του θα γίνει Ε= Ε0/5, όπου Ε0 η αρχική ένταση.
.
Απάντηση:

.

Σάββατο, 8 Νοεμβρίου 2008

Δυναμικό στο ομογενές Ηλεκτρικό πεδίο.

>

Δύο παράλληλες οριζόντιες μεταλλικές πλάκες απέχουν 3cm και συνδέονται στους πόλους μιας ηλεκτρικής πηγής τάσης V=60V, όπως στο σχήμα. Στο σημείο Α, που απέχει 1cm από την πάνω πλάκα φέρνουμε ένα φορτισμένο σωματίδιο μάζας 1mg και αφηνοντάς το παρατηρούμε ότι ισορροπεί.
  1.  Πόσο φορτίο έχει το σωματίδιο;
  2.  Να υπολογιστεί η δυναμική ηλεκτρική ενέργεια του σωματιδίου.
Δίνεται g=10m/s2.

.
Απάντηση:


Παρασκευή, 7 Νοεμβρίου 2008

Εκφόρτιση πυκνωτή.

.
Με αφορμή την απάντηση του σχολικού βιβλίου στην άσκηση 31 της σελίδας 54.
Κατά τη διάρκεια μιας καταιγίδας, ένα νέφος στην επιφάνειά του προς τη Γη εμφανίζει φορτίο -25C. Στην επιφάνεια της Γης, δημιουργείται από επαγωγή, θετικό φορτίο. Όταν η διαφορά δυναμικού μεταξύ νέφους - Γης φθάσει τα 5·107V, ο ατμοσφαιρικός αέρας παύει να λειτουργεί ως μονωτής και ξεσπά ηλεκτρική εκκένωση, κατά την οποία ηλεκτρόνια του νέφους κατευθύνονται προς τη Γη (κεραυνός).
  1. Πόσο έργο παράγεται κατά την μεταφορά του πρώτου φορτίου q1= -0,01μC από το νέφος στη Γη;
  2. Πόση συνολικά ενέργεια απελευθερώθηκε;
.
Απάντηση:
.

Δευτέρα, 3 Νοεμβρίου 2008

Πυκνωτής και Ηλεκτροσκόπιο.

.

.
Συνδέουμε τον θετικό οπλισμό ενός πυκνωτή με το δίσκο του ηλεκτροσκοπίου και τον αρνητικό οπλισμό του τον γειώνουμε. Τι περιμένετε να συμβεί στην απόκλιση των φύλλων του ηλεκτροσκοπίου, στις εξής περιπτώσεις:
  1. Απομακρύνουμε τους οπλισμούς.
  2. Απομακρύνουμε εντελώς τον γειωμένο οπλισμό.
  3. Θέτουμε ένα μονωτικό υλικό μεταξύ των οπλισμών.
.

Απάντηση:
.

Ενέργεια για την απομάκρυνση οπλισμών πυκνωτή.

Ένας πυκνωτής με χωρητικότητα 2μF φορτίζεται με φορτίο 0,4mC και κατόπιν αποσυνδέουμε τη πηγή. Η απόσταση των οπλισμών του είναι 0,1mm. Θέλουμε να απομακρύνουμε τους οπλι­σμούς ώστε η απόσταση μεταξύ τους να γίνει 0,2mm. Επειδή οι οπλισμοί φέρουν αντίθετα φορτία έλκονται. Αυτό σημαίνει ότι πρέπει να τραβήξουμε τους οπλισμούς και απαιτείται έρ­γο.
Τι γίνεται το έργο αυτό; 
Να υπολογίστε το έργο για την παραπάνω περίπτωση.

Πυκνωτής και γείωση.


Ένας πυκνωτής φορτίζεται από πηγή και κατόπιν ανοίγουμε το διακόπτη δ1 . Οι οπλισμοί του Α και Β, έχουν δυναμικά VA=50V και VB = -50V, αντίστοιχα.
  1. Ποια είναι η τάση του πυκνωτή;
  2. Αν στη συνέχεια κλείσουμε το διακόπτη δ2 και γειώσουμε έτσι τον οπλισμό Β, θα αλλάξει το φορτίο του πυκνωτή;
  3. Ποιο θα είναι το δυναμικό κάθε οπλισμού, μετά τη γείωση του οπλισμού Β;
.
Απάντηση:
.

Κυριακή, 2 Νοεμβρίου 2008

Έργο, θερμότητα και μεταβολή της εσωτερικής ενέργειας.

.

Μια ποσότητα αερίου μεταβαίνει από την κατάσταση Α στην κατάσταση Γ, είτε μέσω της διαδρομής ΑΒΓ είτε αδιαβατικά ΑΓ.
  1. Αν κατά τη μεταβολή ΑB η εσωτερική ενέργεια αυξάνεται κατά 300J, τότε κατά τη ΒΓ μειώνεται κατά:
    ..................α) 250J, .................. β) 300J ..................γ) 400J.
  2. Η θερμότητα που απορροφά το αέριο κατά την ΑΒ μπορεί να είναι:
    ..................α) 250J ...................β) 300J ..................γ) 500J
  3. Κατά ποια μεταβολή παράγεται περισσότερο έργο; 
  4. Το έργο κατά την αδιαβατική εκτόνωση μπορεί να είναι:
    ..................α) 100J ..................β) 150J ...................γ) 250J ..
.
Απάντηση:

.

Σάββατο, 1 Νοεμβρίου 2008

Αδιαβατική μεταβολή. Ποια η κλίση;


Ορισμένη ποσότητα μονοατομικού ιδανικού αερίου Χ με γ=5/3 εκτονώνεται αδιαβατικά από την αρχική κατάσταση Α όγκου V1 στην κατάσταση Β, με όγκο V2, όπως στο διάγραμμα. Αν το παραπάνω αέριο αντικατασταθεί από ισομοριακή ποσότητα διατομικού αερίου Υ με γ= 7/5 το οποίο από την ίδια αρχική κατάσταση Α εκτονώνεται αδιαβατικά σε όγκο V2, να χαράξετε στους ίδιους άξονες την μεταβολή για το αέριο Υ.

.

Απάντηση:

.

Αδιαβατική και ισόθερμη εκτόνωση.


Μια ποσότητα ενός μονοατομικού αερίου εκτονώνεται από μια αρχική κατάσταση Α σε όγκο V1 σε όγκο V2:
α) ισόθερμα και β) αδιαβατικά,
όπως στο διάγραμμα.
  1. Ποια είναι η ισόθερμη και ποια η αδιαβατική μεταβολή;
  2. Αν το έργο κατά τη διάρκεια της μεταβολής ΑΒ είναι 200J, το έργο κατά την διάρκεια της ΑΓ μπορεί να είναι:
    ......................................α) 200J, ………. β) 260 J, ………….. γ) 140J.
  3. Πόση μπορεί να είναι η μεταβολή της εσωτερικής ενέργειας ΔUΒΓ;
Αν το αέριο αυτό αντικατασταθεί από ισομοριακή ποσότητα Η2, που εκτελεί αντίστοιχες μεταβολές, από την ίδια αρχική κατάσταση Α σε τελικό όγκο V2, τότε:
....4. Το έργο κατά τη διάρκεια της ισόθερμής εκτόνωσης θα είναι:
….. α) 180J, ………. β)200J,……….. γ) 220J.
....5. Το έργο κατά τη διάρκεια της αδιαβατικής μπορεί να είναι:
….. α) 140J, …….. β) 110J, ………. γ) 170J.

Δείτε προηγουμένως την ανάρτηση:

Αδιαβατική μεταβολή. Ποια η κλίση;

.
Απάντηση:

.

Ερώτηση συμπλήρωσης κενών.

.

Να συμπληρωθούν τα κενά στο παρακάτω κείμενο.
Σε δύο σημεία Α και Β μιας ευθύγραμμης δυναμικής γραμμής τα δυναμικά είναι αντίστοιχα VΑ= -20V και VΒ= -5V και η κατεύθυνση της έντασης είναι από το ....... προς το σημείο......... Αν ένα θετικό σημειακό φορτίο q=20μC αφεθεί στο σημείο Ο όπου VΟ=- 10V θα του ασκηθεί δύναμη η οποία θα έχει την κατεύθυνση προς το σημείο ……. Κατά τη μετακίνηση του φορτίου από το Ο στο (Α ή Β) ……… το έργο της δύναμης του πεδίου είναι.................... J και είναι ίσο με τ………………………ενέργεια που απέκτησε το φορτίο.
.
Απάντηση:
.