Διαγωνισματα Κεφ2 Θερμοδυναμική Β Λυκείου

Τσιφλικιώτης Αντώνης askhseisfysikhs.wordpress.com Φυσικός


1ο Διαγώνισμα στο Κεφάλαιο 2 (θερμοδυναμική)

ΘΕΜΑ 1

Στις ερωτήσεις 1-4 να επιλέξετε τη σωστή απάντηση: Α1. Σε ποια από τις παρακάτω αντιστρεπτές μεταβολές η ενεργός ταχύτητα των μορίων ενός ιδανικού αερίου μειώνεται: α) Στην ισοβαρή εκτόνωση β) Στην αδιαβατική εκτόνωση γ) Στην ισόθερμη εκτόνωση δ) Στην ισόχωρη ψύξη Α2. Σε ποια από τις παρακάτω αντιστρεπτές μεταβολές το αέριο χάνει ενέργεια με τη μορφή έργου; α) Ισόθερμη συμπίεση β) Ισόθερμη εκτόνωση γ) Ισόχωρη ψύξη δ) Ισοβαρή συμπίεση Α3. Κατά την αντιστρεπτή μεταβολή ορισμένης ποσότητας ιδανικού αερίου το

προσφερόμενο στο αέριο έργο από το περιβάλλον, ισούται με το ποσό θερμότητας που αποβάλλει το αέριο. Η μεταβολή αυτή μπορεί να είναι: α) Ισόχωρη θέρμανση. β) Ισοβαρής εκτόνωση. γ) Ισόθερμη συμπίεση. δ) Ισόθερμη εκτόνωση. Α4. Κατά την ισόχωρη ψύξη ενός ιδανικού αερίου από πίεση 4P σε πίεση P, η ενεργός ταχύτητα των μορίων: α) διπλασιάζεται. β) υποτετραπλασιάζεται. γ) δεν αλλάζει. δ) υποδιπλασιάζεται. Α5. Να σημειώσετε με Σ (Σωστό) ή Λ (Λάθος) τις παρακάτω προτάσεις: α) Κατά την ισόθερμη εκτόνωση ιδανικού αερίου ισχύει ο νόμος του Charles. β) Για κάθε ιδανικό μονοατομικό αέριο ισχύει CV= 1,5R. γ) Ο 1ος θερμοδυναμικός νόμος αποτελεί την αρχή διατήρησης της ενέργειας στα θερμοδυναμικά συστήματα. δ) Στην ισόχωρη αντιστρεπτή μεταβολή ενός ιδανικού αερίου ισχύει Q = 0. ε) Σε μια κυκλική αντιστρεπτή μεταβολή ορισμένης ποσότητας ιδανικού αερίου, η μεταβολή της εσωτερικής ενέργειας του αερίου είναι μηδέν.



ΘΕΜΑ 2 Β1. i) Να αποδειχθεί η σχέση cp = cv + R.

ii) Τι φυσική σημασία έχει η παραπάνω σχέση; B2. Στο παρακάτω διάγραμμα απεικονίζονται δύο ισόθερμες αντιστρεπτές μεταβολές

ΑΒ και ΓΔ για ορισμένη ποσότητα ιδανικού αερίου.

Να συγκριθούν για αυτές τις μεταβολές: α) Οι μεταβολές εσωτερικής ενέργειας β) Τα έργα γ) Οι θερμότητες



ΘΕΜΑ 3

Ορισμένη ποσότητα ιδανικού αερίου με αρχικό όγκο VA = 9L, θερμοκρασία TA = 300Κ και πίεση 1Pa, υφίσταται κυκλική μεταβολή Α-Β-Γ-Δ-Α:

α) Να υπολογίσετε την πίεση και τον όγκο στις καταστάσεις Β, Γ, Δ. β) Να γίνουν τα διαγράμματα P-V και P-T τοποθετώντας τις αντίστοιχες τιμές στους άξονες. γ) Να υπολογιστεί η μεταβολή της εσωτερικής ενέργειας κατά τη μεταβολή ΑΒ και ΓΔ. δ) Να υπολογιστούν τα έργα σε κάθε μια από τις μεταβολές.



2ο Διαγώνισμα στο Κεφάλαιο 2 (Θερμοδυναμική)

ΘΕΜΑ 1

Στις ερωτήσεις 1-3 επιλέξτε τη σωστή απάντηση. Α1. Αδιαβατική αντιστρεπτή μεταβολή είναι η μεταβολή κατά την οποία:

α) Το αέριο δεν ανταλλάσσει ενέργεια μέσω του έργου του με το περιβάλλον. β) Η εσωτερική ενέργεια του αερίου παραμένει σταθερή. γ) Μεταβάλλονται και οι τρεις θερμοδυναμικές ποσότητες: πίεση, όγκος, θερμοκρασία. δ) Το αέριο δεν ανταλλάσσει θερμότητα με το περιβάλλον. Α2. Υποδιπλασιάζουμε την απόλυτη θερμοκρασία ορισμένης ποσότητας ιδανικού

αερίου, υπό σταθερή πίεση. Η πυκνότητα του αερίου: α) διπλασιάζεται β) μένει σταθερή γ) υποδιπλασιάζεται δ) τετραπλασιάζεται Α3. Η μέση μεταφορική κινητική ενέργεια των μορίων ενός ιδανικού μονοατομικού

αερίου εξαρτάται μόνο από: α) τον όγκο του αερίου. β) τη θερμοκρασία του αερίου. γ) την πίεση του αερίου. δ) την πυκνότητα του αερίου. Α4. Σημειώστε δίπλα από τις παρακάτω προτάσεις με Σ ή Λ αν η πρόταση είναι σωστή

ή λανθασμένη αντίστοιχα: α) Η μέση μεταφορική κινητική ενέργεια των μορίων ενός ιδανικού αερίου εξαρτάται από την μάζα και την ενεργό ταχύτητα των μορίων του. β) Ιδανικό αέριο συμπιέζεται ισόθερμα μέχρι να υποδιπλασιαστεί όγκος του. Η ενεργός ταχύτητα των μορίων του παραμένει σταθερή. γ) Το έργο που παράγεται ή καταναλώνεται κατά τη μεταβολή του όγκου ενός αερίου εξαρτάται μόνο από την αρχική και τελική κατάσταση του αερίου. δ) Ο πρώτος θερμοδυναμικός νόμος εκφράζει την αρχή διατήρηση της μάζας.



ΘΕΜΑ 2 Β1. Να αποδείξετε ότι σε κάθε μεταβολή ορισμένης ποσότητας ιδανικού αερίου ισχύει

η σχέση ΔU = ncvΔΤ Β2. Να ονομάσετε τις μεταβολές που φαίνονται στο παρακάτω σχήμα, και να

σημειώσετε κάθε ενεργειακό μέγεθος αν είναι θετικό, αρνητικό ή μηδενικό.

Μεταβολή Όνομα μεταβολής Q W ΔU Α → Β Β → Γ Γ → Α

ΘΕΜΑ 3

Ποσότητα n=1/R mol ιδανικού αερίου βρίσκεται σε κατάσταση ισορροπίας Α όπου ΤΑ=400K και VA=2∙10-3 m3. Το αέριο υπόκειται στις εξής μεταβολές: ΑΒ: Ισόχωρη θέρμανση με ΤB=800Κ ΒΓ: Ισοβαρής εκτόνωση, με WBΓ=800J ΓΔ: Ισόθερμη εκτόνωση ΔΑ: Ισοβαρής ψύξη α) Να γίνει το διάγραμμα P-V (ποσοτικά, όχι ποιοτικά) β) Να υπολογίσετε το έργο και την θερμότητα κατά τη μεταβολή ΒΓ Δίνεται cp = 2.5R, cv = 1.5R



3ο Διαγώνισμα στο Κεφάλαιο 2 (Θερμοδυναμική)

ΘΕΜΑ 1

Στις ερωτήσεις 1-5 να επιλέξετε τη σωστή απάντηση: Α1. Στην ισόθερμη εκτόνωση ενός ιδανικού αερίου: α) Έχουμε παραγωγή μηχανικού έργου από το αέριο, άρα τελική μείωση της εσωτερικής ενέργειας του αερίου. β) Αφού η θερμοκρασία του αερίου παραμένει σταθερή δεν μπορεί να έχουμε προσφορά θερμότητας στο αέριο γιατί κάτι τέτοιο θα σήμανε θέρμανση του αερίου. γ) Όλη η προσφερόμενη στο αέριο θερμότητα αναπληρώνει αυτή που χάνεται μέσω του έργου του αερίου, με αποτέλεσμα η εσωτερική ενέργεια του αερίου να παραμένει σταθερή. δ) Έχουμε προσφορά θερμότητας από το περιβάλλον στο αέριο ίσης με το έργο που παράγει το αέριο. Εξαιτίας αυτής της προσφοράς θερμότητας έχουμε αύξηση της θερμοκρασίας του αερίου. Α2. Κατά την ισόχωρη ψύξη ενός ιδανικού αερίου από πίεση 4P σε πίεση P, η ενεργός

ταχύτητα των μορίων: α) διπλασιάζεται. β) υποτετραπλασιάζεται. γ) δεν αλλάζει. δ) υποδιπλασιάζεται. A3. Σε ποια από τις παρακάτω αντιστρεπτές μεταβολές ορισμένης ποσότητας ιδανικού αερίου , έχουμε ταυτόχρονα προσφορά θερμότητας στο αέριο και παραγωγή μηχανικού έργου α) Ισόχωρη θέρμανση β) Αδιαβατική εκτόνωση. γ) Ισοβαρή εκτόνωση δ) Ισόθερμη συμπίεση. Α4. Στην ισόχωρη θέρμανση ενός ιδανικού αερίου : α) Η πίεση αυξάνεται αντιστρόφως ανάλογα με τη θερμοκρασία. β) Η προσφερόμενη στο αέριο θερμότητα δαπανάται για παραγωγή μηχανικού έργου. γ) Η προσφερόμενη στο αέριο θερμότητα δαπανάται για παραγωγή μηχανικού έργου και αύξηση της εσωτερικής ενέργειας. δ) Όλη η προσφερόμενη στο αέριο θερμότητα δαπανάται για αύξηση της εσωτερικής ενέργειας. Α5. Κατά την αντιστρεπτή μεταβολή ορισμένης ποσότητας ιδανικού αερίου το προσφερόμενο στο αέριο έργο από το περιβάλλον, ισούται με το ποσό θερμότητας που αποβάλλει το αέριο. Η μεταβολή αυτή μπορεί να είναι: α) Ισόχωρη θέρμανση. β) Ισοβαρής εκτόνωση. γ) Ισόθερμη συμπίεση. δ) Ισόθερμη εκτόνωση.



ΘΕΜΑ 2. Β1. Μια ποσότητα ιδανικού αερίου έχει εσωτερική ενέργεια U. Αν η ποσότητα του αερίου υποδιπλασιασθεί και ταυτόχρονα τετραπλασιασθεί η θερμοκρασία, να βρείτε αν και κατά πόσο θα μεταβληθεί η εσωτερική ενέργεια του αερίου. Β2. Μια θερμική μηχανή απορροφά θερμότητα από χώρο θερμοκρασίας 400Κ και

αποβάλλει το πλεόνασμα της θερμότητας σε χώρο θερμοκρασίας 300Κ. Η θερμική αυτή μηχανή αποδίδει μηχανική ενέργεια 400J ανά κύκλο και αποβάλλει θερμότητα στη δεξαμενή χαμηλής θερμοκρασίας 1600J ανά κύκλο. α) Να βρείτε τον συντελεστή απόδοσης της μηχανής. β) Να βρείτε τον μέγιστο συντελεστή που μπορεί να αποκτήσει αυτή η μηχανή με την προϋπόθεση να λειτουργεί ανάμεσα σε αυτές τις θερμοκρασίες. ΘΕΜΑ 4

Ένα ιδανικό αέριο διαγράφει δεξιόστροφα την κλειστή μεταβολή του παρακάτω σχήματος:

α) Να υπολογίσετε σε κάθε κύκλο πόσο είναι το έργο του αερίου, η μεταβολή της εσωτερικής του ενέργειας, και η θερμότητα που ανταλλάσσει με το περιβάλλον. β) Να υπολογίσετε τη θερμότητα κατά τη μεταβολή ΑΒ και τη μεταβολή ΓΔ.

Documents

Διαγωνισματα Κεφ2 Θερμοδυναμική Β Λυκείου