ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΓΕΝ. ΠΑΙΔΕΙΑΣ. ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΠΕΔΙΟ.

 Μπορείτε να κατεβάσετε το αρχείο σε pdf.

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.    Ι_Α = Ι_Β = Ι_Γ         ............β.      Ι_Α > Ι_Β > Ι_Γ                  

γ.    Ι_Α < Ι_Β < Ι _Γ                δ.         Ι_Α = Ι_Γ < Ι_Β

.

Απάντηση:

.

Κανόνες Kirchhoff.

Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις που αναφέρονται στο κύκλωμα του σχήματος είναι σωστές:

i)  Ι₁ > Ι₂.   

ii)  V_Α=V_Β.          

iii) V_ΑΖ= V_ΒΓ+V_ΓΔ.    

iv)  V_ΒΓ+V_ΓΔ+V_ΔΖ+V_ΖΑ+V_ΑΒ=0

v)  V_Γ > V_Δ.       

.    

Απάντηση:

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:

.

Γραμμομοριακές Θερμότητες.

.

Μια θερμική μηχανή διαγράφει την  κυκλική μεταβολή του παραπάνω σχήματος, όπου p_Α=10⁵Ν/m², V_Α=0,1m³ και V_Β=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 C_V, C_p, καθώς και η αντίστοιχη κατά τη μεταβολή ΑΒ (C_ΑΒ).
   

Απάντηση:

.

2ος Θερμοδυναμικός Νόμος. Θερμική μηχανή.

.

Ορισμένη ποσότητα ιδανικού αερίου βρίσκεται στην κατάσταση Α με πίεση p_Α=6.10⁵ Ν/m² και όγκο V_Α=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 Q_c την οποία αποβάλλει συνολικά το αέριο στη διάρκεια του κύκλου.
4. Η απόδοση του κύκλου.

Δίνεται C_v= 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

Απάντηση:

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 Q – W.

.....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.

Aπάντηση:
.

.

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:

.