Εναλλασσόμενο και συνεχές ρεύμα.

.

Ένας αντιστάτης διαρρέεται είτε από το ρεύμα i₁, είτε από το i₂, τα οποία μεταβάλλονται όπως στα παρακάτω διαγράμματα. (το δεύτερο ρεύμα λέγεται ανορθωμένο).

1. Τα ρεύματα είναι συνεχή ή εναλλασσόμενα;
2. Μεγαλύτερη θερμότητα σε ορισμένο χρόνο, παράγεται από το i₁ ή το i₂;

Απάντηση:

.

Ενεργός ένταση-ταχύτητα.

1) Στο διάγραμμα δίνεται η ένταση του ρεύματος που διαρρέει έναν αντιστάτη. Να βρεθεί η ενεργός ένταση του ρεύματος.

2) Σε κενό δοχείο περιέχονται δύο μόρια αερίου με ταχύτητες 4m/s και 3m/s. Να βρεθεί η ενεργός ταχύτητα των μορίων του αερίου.

Απάντηση:

Είσοδος πλαισίου σε ΟΜΠ.

Το τετράγωνο μεταλλικό πλαίσιο ΑΓΔΕ πέφτει κατακόρυφα και σε μια στιγμή μπαίνει σε οριζόντιο μαγνητικό πεδίο, με το επίπεδό του κάθετα στις δυναμικές γραμμές. Για τη θέση που φαίνεται στο σχήμα:

1. Το πλαίσιο κινείται με επιτάχυνση g.
2. Για τα δυναμικά των σημείων Δ και Ε ισχύει V_Δ=V_Ε.
3. Η δύναμη Laplace που ασκείται στην πλευρά ΕΑ έχει φορά προς τα δεξιά.
4. Η δύναμη Laplace που ασκείται στην πλευρά ΕΑ έχει μέτρο F=ΒΙ(ΑΓ)

Απάντηση:

Εσωτερική ενέργεια.

Ένα αέριο πραγματοποιεί τις μεταβολές του παραπάνω σχήματος. Αν κατά την μεταβολή ΑΒ απορροφά θερμότητα 200J, ενώ κατά την ΒΓ παράγει έργο 150J, χωρίς να ανταλλάσσει θερμότητα με το περιβάλλον:

1. U_Α=U_Γ
2. U_Α>U_Γ
3. Η μέση κινητική ενέργεια των μορίων του αερίου είναι μεγαλύτερη στην κατάσταση Α παρά στην Γ.
4. ΔU_ΑΓ= + 50 J.

Απάντηση:

Πού η μέγιστη ταχύτητα και πού σταματά;

Σε δύο σημεία Α και Β μιας ευθείας ε που απέχουν κατά 4x βρίσκονται ακλόνητα δύο φορτία q₁=q₂=+2q. Σε ένα σημείο Γ που απέχει κατά x από το Α αφήνεται ελεύθερο ένα σωματίδιο μάζας m και φορτίου +q.

Α) Προς τα πού θα κινηθεί;

Β) Ποιες προτάσεις είναι σωστές και ποιες λάθος:

1. Το σωματίδιο θα κινηθεί προς τα δεξιά με σταθερή επιτάχυνση.
2. Το σωματίδιο θα μετακινηθεί κατά x φτάνοντας στο μέσο του ΑΒ όπου και σταματά αφού στη θέση αυτή ΣF=0.
3. Το σωματίδιο θα μετακινηθεί κατά 2x φτάνοντας στο σημείο Δ, δεξιά του Κ, όπου θα σταματήσει στιγμιαία.
4. Μέγιστη ταχύτητα θα έχει το σωματίδιο τη στιγμή που περνά από το Κ.
5. Η μέγιστη κινητική ενέργεια που αποκτά το σωματίδιο είναι Κ_mαx=2/3 Κq²/x.

Απάντηση:

Γραμμομοριακή ειδική θερμότητα Cv

.
Ένα αέριο μείγμα αποτελείται από 1mol Ηe και 2mol H₂. Αν δίνονται οι γραμμομοριακές ειδικές θερμότητες υπό σταθερό όγκο για τα δύο αέρια C₁=3R/2 και C₂=5R/2 να βρεθεί για το αέριο μείγμα η γραμμομοριακή ειδική θερμότητα υπό σταθερό όγκο. 

.

Απάντηση:

.

Κίνηση σωματιδίου σε ΟΜΠ.

Ένα φορτισμένο σωματίδιο εισέρχεται με ταχύτητα 314m/s κάθετα στις δυναμικές γραμμές ενός μαγνητικού πεδίου, που εκτείνεται σε μια περιοχή, η τομή της οποίας είναι ορθογώνιο ΑΓΔΕ υπό γωνία θ=60° με την πλευρά ΑΕ. Το σωματίδιο εξέρχεται από το πεδίο κάθετα στην απέναντι πλευρά ΓΔ, όπως στο σχήμα. Αν (ΑΓ)=α=2cm, να βρεθεί η ακτίνα και η περίοδος του σωματιδίου μέσα στο πεδίο.

Απάντηση:

Θερμικές μηχανές, με ισόθερμη και αδιαβατική.

.
Μια θερμική μηχανή Α διαγράφει την κυκλική μεταβολή του σχήματος, εκτελώντας 3000στροφές το λεπτό. Δίνεται για το αέριο της μηχανής C_v=3R/2 και ότι στη διάρκεια της μεταβολής ΒΓ δεν μεταβάλλεται η εσωτερική ενέργεια του αερίου.

1. Ποια η ισχύς της μηχανής.
2. Να βρεθεί ο συντελεστής απόδοσης της μηχανής.
3. Μια άλλη θερμική μηχανή Β, δουλεύει ακριβώς με τον ίδιο τρόπο με την Α, με μόνη διαφορά ότι από την κατάσταση Β έρχεται σε κατάσταση Δ, με πίεση p_Δ=p_Α, με αντιστρεπτό τρόπο χωρίς να ανταλλάξει θερμότητα με το περιβάλλον. Υποστηρίζεται ότι η μηχανή Β έχει μεγαλύτερη ισχύ από την Α μηχανή. Είναι σωστός ο ισχυρισμός αυτός;

Δίνεται ln2=0,7.

Απάντηση:

Άνοιγμα διακόπτη και Αυτεπαγωγή.

Για το κύκλωμα του σχήματος δίνονται R₁=8Ω, R₂=4,8Ω, Ε=40V και η εσωτερική αντίσταση της πηγής r=2Ω. Το πηνίο είναι ιδανικό με συντελεστή αυτεπαγωγής L=0,2 Η, ενώ ο διακόπτης είναι κλειστός για μεγάλο χρονικό διάστημα. Για t=0 ανοίγουμε τον διακόπτη.

1. Πόση ΗΕΔ λόγω αυτεπαγωγής αναπτύσσεται στο πηνίο, αμέσως μετά το άνοιγμα του διακόπτη;
2. Πόση ενέργεια θα μεταφερθεί από την πηγή στο πηνίο μετά το άνοιγμα του διακόπτη;

Απάντηση:

Πολική τάση και παράλληλη σύνδεση.

Στο κύκλωμα του σχήματος η ένταση του μαγνητικού πεδίου στο εσωτερικό του σωληνοειδούς είναι όση με Β=0,1Τ. Αν αφαιρέσουμε τον αντιστάτη R₂από το κύκλωμα η ένταση του μαγνητικού πεδίου στο σωληνοειδές θα αυξηθεί, θα μειωθεί ή θα παραμείνει σταθερή;

Απάντηση:

Ηλεκτρική Ισχύς.

.

Η συσκευή Σ του σχήματος έχει αντίσταση R₁ και μπορεί να μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια σε μηχανική (π.χ. ένας ανεμιστήρας) και το κύκλωμα διαρρέεται από ηλεκτρικό ρεύμα έντασης Ι. Ποιες προτάσεις είναι σωστές και ποιες λάθος:

1. Η ισχύς που παρέχει η πηγή στο εξωτερικό κύκλωμα είναι ίση με Ρ= Ε·Ι.
2. Ο ρυθμός με τον οποίο παράγεται θερμότητα στον αντιστάτη R είναι Ρ_R=Ι²·R.
3. Ο ρυθμός με τον οποίο προσφέρεται ηλεκτρική ενέργεια στον αντιστάτη R είναι Ρ_R=V_ΑΒ·Ι.
4. Ισχύει: V_ΒΓ=Ι·R₁.
5. Ισχύει: V_ΒΓ = Ε-Ι·R-Ι·r.
6. Η ηλεκτρική ισχύς που παρέχεται στην συσκευή είναι Ρ_Σ=Ι²·R₁.
7. Η συσκευή παράγει μηχανική ενέργεια με ρυθμό V_ΒΓ·Ι-Ι²·R₁.

Απάντηση:

.

Νόμος του Ohm σε κλειστό κύκλωμα.

.

Δίνεται το κύκλωμα, όπου R₁=R₂=10Ω, R₃=20Ω, ενώ η πηγή έχει ΗΕΔ Ε= 150V και εσωτερική αντίσταση r=2,5Ω. Ποια η ένδειξη του ιδανικού αμπερομέτρου με τον διακόπτη:

1. Ανοικτό
2. Κλειστό.

Απαντήσεις:

.

Ρεύμα βραχυκύκλωσης.

.

Για το κύκλωμα του σχήματος δίνονται R₁=8Ω και η γεννήτρια έχει ΗΕΔ Ε=40V και εσωτερική αντίσταση r. Με ανοικτό τον διακόπτη το ιδανικό αμπερόμετρο δείχνει 4 Α.

1. Ποια η εσωτερική αντίσταση της γεννήτριας.
2. Ποια η ένδειξη του αμπερομέτρου, αν κλείσουμε τον διακόπτη;

Απάντηση:

.

Σωματίδιο σε Ομογενές Ηλεκτρικό Πεδίο.

Οι οπλισμοί ενός επίπεδου πυκνωτή απέχουν d=2cm και συνδέονται όπως στο σχήμα. Δίνονται Ε=40V, R₁=6Ω, R₂= 4Ω και R₃=4Ω. Στο μέσον της απόστασης των δύο οπλισμών ισορροπεί ένα σωματίδιο |q|=1μC και μάζας m.

1. Ποιο είναι το πρόσημο του φορτίου;
2. Να υπολογισθεί η μάζα του σωματιδίου.
3. Αν συνδέσουμε τα σημεία Α και Β με ένα σύρμα χωρίς αντίσταση, προς τα πού θα κινηθεί το σωματίδιο και πόσο χρόνο θα διαρκέσει η κίνησή του;

Δίνεται: g=10m/s².

Απάντηση:

1ος Θερμοδυναμικός Νόμος.

.

Να αντιστοιχίσετε τις μεταβολές του διπλανού σχήματος με τις τιμές της θερμότητας που ανταλλάσσει και του έργου που παράγει το αέριο σε κάθε μεταβολή. Για κάθε περίπτωση να συμπληρώσετε τις τιμές για την μεταβολή της εσωτερικής ενέργειας του αερίου.

W (J)	Μεταβολή	Q (J)	ΔU (J)
i. -150	ΑΒ	α. 0	ΔUΑΒ=
ii. 0	ΒΓ	β….	ΔUΒΓ=
iii. 200	ΓΑ	γ. 200	ΔUΓΑ=

Απάντηση:

.

Πότε καίγεται ο λαμπτήρας.

.

Ο λαμπτήρας του σχήματος φωτοβολεί κανονικά με του διακόπτες ανοικτούς. Πότε υπάρχει κίνδυνος να καταστραφεί:

1. Όταν κλείσουμε τον διακόπτη Δ₁.
2. Όταν κλείσουμε τον διακόπτη Δ₂.
3. Όταν κλείσουμε και τους δύο διακόπτες.

Απάντηση:

Μέση Κινητική Ενέργεια μορίων.

Διαθέτουμε δύο δοχεία ίσου όγκου. Το πρώτο περιέχει υδρογόνο και το δεύτερο οξυγόνο, στην ίδια θερμοκρασία. Η μέση κινητική ενέργεια των μορίων του υδρογόνου είναι:

1. Ίση με τη μέση κινητική ενέργεια των μορίων του οξυγόνου.
2. Η μισή της μέσης κινητικής ενέργειας των μορίων του οξυγόνου.
3. Διπλάσια της μέσης κινητικής ενέργειας των μορίων του οξυγόνου.
4. Τετραπλάσια της μέσης κινητικής ενέργειας των μορίων του οξυγόνου.

Απάντηση:

Μην ανοίγεις τον διακόπτη, τα πράγματα δυσκολεύουν...

Για το κύκλωμα του σχήματος δίνονται R₁=5Ω, R₂=25Ω, R₃=R₄=10Ω, Ε=60V, C=5μF και ο διακόπτης δ είναι κλειστός. Ζητούνται:

1. Η ένταση του ρεύματος που διαρρέει την πηγή και το φορτίο του πυκνωτή.
2. Σε μια στιγμή ανοίγουμε τον διακόπτη δ. Πόσα ηλεκτρόνια και με ποια φορά θα περάσουν από την διατομή του σύρματος στο σημείο Γ;

Δίνεται το φορτίο του ηλεκτρονίου e= - 1,6·10^-19C.

Απάντηση:

.

Συντηρητικές δυνάμεις.

Στο κέντρο του κύκλου Ο υπάρχει ακίνητο ένα σημειακό φορτίο +Q, ενώ στο σημείο Α ένα άλλο σημειακό φορτίο +q₁.

1) Να σχεδιάστε τη δύναμη F που δέχεται το φορτίο q₁. Από ποια εξίσωση υπολογίζουμε το μέτρο της;

2)  Το φορτίο μεταφέρεται κατά μήκος του τόξου ΑΒ, μέχρι τη θέση Β. Να υπολογιστεί το έργο της δύναμης F.

3)  Αν το φορτίο πήγαινε από το Α στο Β μέσα από την διαδρομή ΑΓΔΒ, τότε:

i)  Το έργο από το Α στο Γ υπολογίζεται από τη σχέση W_ΑΓ= - F·(ΑΓ)

ii) Το έργο από το Α στο Γ είναι αρνητικό.

iii) Ισχύει W_ΑΓ= - W_ΔΒ.

iv) W_ΑΓΔΒ= 0

Χαρακτηρίστε τις παραπάνω προτάσεις σαν σωστές ή λαθεμένες.

4)  Αν το φορτίο πήγαινε από το Α στο Β μέσω της διαδρομής ΑΜΒ πόσο θα ήταν το έργο της δύναμης F;
5)  Πώς ονομάζεται μια δύναμη με την παραπάνω συμπεριφορά;

Απάντηση:

Νόμος μερικών πιέσεων του Dalton.

.

Μια προσφορά από τον συνάδελφο Χημικό Νίκο Καχριμάνη, δύο Φύλλα εργασίας για την Χημεία θετικής Κατεύθυνσης.
Ένα ερώτημα βλέπετε παρακάτω.

Σε δοχείο όγκου 41L και στους 227^οC περιέχονται τα αέρια: Η₂ , SO₂ , Cl₂ και Ne. Στον ακόλουθο πίνακα δίνεται για κάθε αέριο μια πληροφορία και ζητείται να συμπληρωθεί ο πίνακας:

αέριο	m(g)	n(mol)	Pμερική(atm)	Αριθμός μορίων
Η2	4
SO2			6
Cl2		5
Ne				3ΝΑ

Απάντηση:

Δείτε τα φύλλα εργασίας από εδώ: ΦΥΛΛΟ 1. ΦΥΛΛΟ 2.

.

Ακτίνα και Περίοδος στο ΟΜΠ.

Από ένα σημείο Α μέσα σε ομογενές μαγνητικό πεδίο έντασης Β=2Τ, εκτοξεύονται δύο σωματίδια Σ₁ και Σ₂ ίδιας μάζας m=10^-10 kg και αντίθετων φορτίων, με ταχύτητες υ₁ και υ₂ όπως στο σχήμα.

1. Ποιο σωματίδιο διαγράφει τον κύκλο κέντρου Ο;
2. Τι πρόσημο έχει το παραπάνω φορτίο;
3. Αν υ₂=2υ₁ και ο κύκλος κέντρου Κ έχει ακτίνα 2cm, πόση ακτίνα έχει η άλλη κυκλική τροχιά;
4. Ποιο σωματίδιο θα διαγράψει γρηγορότερα τον δικό του κύκλο;

Απάντηση:

Εκτροπή σωματιδίου από Ηλεκτρικό και Μαγνητικό πεδίο.

Ένα φορτισμένο σωματίδιο μπορεί να εκτραπεί είτε από το ηλεκτρικό πεδίο ενός πυκνωτή (σχήμα α) είτε από ένα ομογενές μαγνητικό πεδίο (σχήμα β).

1. Να σχεδιάστε την ένταση του μαγνητικού πεδίου.
2. Να συγκρίνετε τις ταχύτητες υ₁ και υ₂.
3. Να σχεδιάστε τις δυνάμεις που ασκούν στο σωματίδιο τα πεδία στα σημεία εξόδου τους. Ποιες οι εξισώσεις που δίνουν τα μέτρα των δυνάμεων σε συνάρτηση με τις εντάσεις των δύο πεδίων;
4. Να χαρακτηρίστε σαν σωστές ή λαθεμένες τις παρακάτω προτάσεις:

• Στο ηλεκτρικό πεδίο το σωματίδιο έχει σταθερή επιτάχυνση.
• Στο μαγνητικό πεδίο το σωματίδιο έχει σταθερή επιτάχυνση.
• Το έργο της δύναμης του ηλεκτρικού πεδίου είναι θετικό.
• Το έργο της δύναμης του μαγνητικού πεδίου είναι ίσο με μηδέν.
• Οι δύο τροχιές μπορούν να ταυτισθούν.

Απαντήσεις:

Διάσπαση σωματίου α σε ΟΜΠ.

Ένα αρχικά ακίνητο σωμάτιο α ( μάζας 4m και φορτίου +2e) βρίσκεται μέσα σε ομογενές Μαγνητικό πεδίο και διασπάται. Έτσι παράγεται ένα πρωτόνιο, που κινείται με ταχύτητα κάθετη στις δυναμικές γραμμές και εκτελεί κύκλο ακτίνας R και με περίοδο Τ, και ένα τρίτιο (μάζας 3m και φορτίου +e).

1. Η ακτίνα του τριτίου είναι:

α. R/9.

β. R/3.

γ. R.

δ. 3R.

ε. 9R.

2. Η περίοδος κίνησης του τριτίου είναι:

α. Τ/9.

β.Τ/3.

γ. Τ.

δ. 3Τ.

ε. 9Τ.

Απάντηση:

Κίνηση φορτισμένου σωματιδίου σε Ομογενές Μαγνητικό πεδίο.

Ένα σωματίδιο μπαίνει κάθετα στις δυναμικές γραμμές ενός ομογενούς μαγνητικού πεδίου, στο σημείο Ο και αφού διαγράψει την τροχιά ΟΑ βγαίνει από το πεδίο στην θέση Α με ταχύτητα κάθετη προς την ταχύτητα εισόδου.

Ποιες προτάσεις είναι σωστές και ποιες λάθος.

1. Το σωματίδιο φέρει θετικό φορτίο.
2. Η δύναμη που δέχεται το σωματίδιο από το πεδίο είναι κατακόρυφη.
3. Η τροχιά μέσα στο πεδίο είναι παραβολική.
4. Η δύναμη που δέχεται από το πεδίο είναι ανάλογη προς την ένταση του πεδίου.
5. Ο χρόνος κίνησης από το Ο στο Α είναι ανάλογος προς την αρχική του ταχύτητα.
6. Το έργο της δύναμης που δέχτηκε από το πεδίο είναι μηδέν.

Απάντηση: