Τετάρτη, 30 Σεπτεμβρίου 2009

Κυκλική μεταβολή αερίου και διαγράμματα.

Ιδανικό αέριο που βρίσκεται αρχικά σε κατάσταση Α, με Τ1= 300Κ, Ρ1=4atm καιV1=6L, υφίσταται τις παρακάτω διαδοχικές μεταβολές:
α. Ισοβαρή μεταβολή ΑΒ, μέχρι διπλασιασμού της θερμοκρασίας.
β. Ισόθερμη μεταβολή ΒΓ, μέχρι υποδιπλασιασμού της πίεσης.
γ. Ισόχωρη μεταβολή ΓΔ, στην αρχική θερμοκρασία Τ1.
δ. Ισόθερμη μεταβολή ΔΑ, στην αρχική κατάσταση Α.
Να παραστήσετε γραφικά σε βαθμολογημένους άξονες τις παραπάνω μεταβολές σε διαγράμματα Ρ-V, Ρ-Τ και V-Τ.

Αέρια. Ερωτήσεις Θεωρίας 2

1. Στο διάγραμμα Ρ-V του σχήματος περιγράφεται η κυκλική μεταβολή ΑΒΓΔΑ, ενός ιδανικού αερίου. Με ποιο από τα ακόλουθα διαγράμματα V-Τ, παριστάνεται η μεταβολή αυτή;




2. Στο παρακάτω διάγραμμα παριστάνονται δύο ισόθερμες καμπύλες. Να χαρακτηρίσετε τις προτάσεις με «ΣΩΣΤΟ» ή «ΛΑΘΟΣ»:

Α) Για την ίδια μάζα αερίου η καμπύλη χ αντιστοιχεί σε μεγαλύτερη θερμοκρασία απ’ ότι η καμπύλη y.
Β) Για την ίδια θερμοκρασία του αερίου η καμπύλη χ αντιστοιχεί σε μεγαλύτερη μάζα αερίου απ’ ότι η καμπύλη y.
3. Ιδανικό αέριο παθαίνει ισόθερμη αντιστρεπτή μεταβολή σε θερμοκρασίες Τ1 και Τ2. Αν είναι Τ2>Τ1, τότε ποιο από τα παρακάτω διαγράμματα δείχνει τη μεταβολή της πυκνότητας του αερίου σε συνάρτηση με την πίεση του;


Αέρια. Ερωτήσεις Θεωρίας 1

1. Η πίεση ορισμένης ποσότητας ιδανικού αερίου υποδιπλασιάζεται ισόθερμα και αντιστρεπτά και στη συνέχεια υποδιπλασιάζεται η θερμοκρασία της ισοβαρώς και αντιστρεπτά. Ο τελικός όγκος του αερίου είναι
α. Ίσος με τον αρχικό.
β. Διπλάσιος του αρχικού.
γ. Μισός του αρχικού.
δ. Υποτετραπλάσιος του αρχικού.
2. Δύο ποσότητες αερίων με αριθμό γραμμομορίων n1 και n2 εκτελούν ισόχωρη αντιστρεπτή μεταβολή στον ίδιο όγκο. Αν είναι n1> n2 το διάγραμμα που παριστάνει τις μεταβολές είναι:

3. Να χαρακτηρίσετε με «ΣΩΣΤΟ» ή «ΛΑΘΟΣ» τις προτάσεις:
Α. Θα αυξηθεί το ίδιο η θερμοκρασία δεδομένης ποσότητας αερίου είτε τριπλασιαστεί ο όγκος της, υπό σταθερή πίεση είτε τριπλασιαστεί η πίεση της υπό σταθερό όγκο.
Β. Ένα δοχείο σταθερού όγκου περιέχει 1g ιδανικού αερίου γραμμομοριακής μάζας Μr1. Αν αντικαταστήσουμε το αέριο με 1g αλλού ιδανικού αερίου γραμμομοριακής μάζας Μr2 (Μr2r1), στην ίδια θερμοκρασία, τότε η πίεση στο δοχείο θα αυξηθεί.
Γ. Όταν δεδομένη ποσότητα ιδανικού αερίου:
α. αυξήσει τον όγκο της ισόθερμα, η πίεση της μειώνεται.
β. μειώσει τον όγκο της ισοβαρώς, η θερμοκρασία της αυξάνεται.
γ. ψυχτεί ισόχωρα, η πίεση της μειώνεται.
δ. ελαττώσει τη θερμοκρασία της με σταθερή πίεση, ο όγκος της αυξάνεται.
Απάντηση:

Τρίτη, 29 Σεπτεμβρίου 2009

Ένταση Ηλεκτρικού πεδίου.

Στο σχήμα έχει σχεδιαστεί η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου, στο σημείο Ο, που  οφείλεται στο σημειακό ηλεκτρικό φορτίο q1 που βρίσκεται στο σημείο Α, η οποία έχει μέτρο Ε=100Ν/C.

i)   Τι πρόσημο έχει το φορτίο  q1;
ii)  Στο σημείο Β φέρνουμε ένα σημειακό φορτίο q2=+1μC. Βρείτε το φορτίο που πρέπει να φέρουμε στο σημείο Γ, αν (ΟΒ)=(ΟΓ), ώστε να μη μεταβληθεί η ένταση του πεδίου στην αρχή Ο των αξόνων.
iii)  Τοποθετούμε στο σημείο Δ ένα φορτίο q4, με αποτέλεσμα η ένταση στο Ο να έχει και πάλι κατεύθυνση προς τα δεξιά και μέτρο Εολ=140Ν/C. Ποιο το πρόσημο του φορτίου q4;

Δευτέρα, 28 Σεπτεμβρίου 2009

Ένταση Ηλεκτρικού πεδίου και φορτίο πηγή.

Ένα σημειακό φορτίο q βρίσκεται σε μια από τις κορυφές Α, Γ, Δ ενός τετραγώνου ΑΒΓΔ πλευράς α. Η ένταση του πεδίου, που δημιουργεί το φορτίο, στην κορυφή Β φαίνεται στο σχήμα και έχει μέτρο ΕΒ=100Ν/C.

i)  Σε ποια κορυφή βρίσκεται το φορτίο q;
ii) Ποιο το πρόσημο του φορτίου;
iii) Να σχεδιάστε την ένταση του πεδίου στο κέντρο Ο του τετραγώνου και να υπολογίστε το μέτρο της.

Κυριακή, 27 Σεπτεμβρίου 2009

Ηλεκτρικό πεδίο και δυναμικές γραμμές.

Στα άκρα ενός ευθυγράμμου τμήματος ΑΒ βρίσκονται ακίνητα δύο αντίθετα φορτία +q1 και q2= - q1 αντίστοιχα.

1)  Ποιες προτάσεις είναι σωστές και ποιες λάθος:
i)   Η ένταση του πεδίου στο μέσο Μ του ΑΒ είναι μηδέν.
ii) Στο σημείο Γ υπάρχουν δύο πεδία, ένα εξαιτίας του q1 και ένα εξαιτίας του q2. Άρα έχουμε και δύο εντάσεις και δύο δυναμικές γραμμές που περνάνε από το Γ.
iii) Αν στο σημείο Γ η ένταση εξαιτίας του q1 είναι 5Ν/C και εξαιτίας του q2 4Ν/C, τότε η ολική ένταση του ηλεκτρικού πεδίου στο Γ είναι ίση με 9Ν/C.
2)  Αφού σχεδιάστε μια δυναμική γραμμή που να περνά από το σημείο Γ, σημειώστε την ένταση του πεδίου στο σημείο αυτό.

Ισόχωρη θέρμανση αερίου.

Μια ποσότητα αερίου βρίσκεται σε δοχείο που κλείνετε με έμβολο εμβαδού 10cm2 και μάζας 2kg. Η θερμοκρασία του αερίου είναι 27°C. Θερμαίνουμε το αέριο και για να μην μετακινείται το έμβολο ρίχνουμε πάνω του αργά – αργά άμμο. 

Σε μια στιγμή έχουμε προσθέσει 2kg άμμου. Ποια είναι η θερμοκρασία του αερίου τη στιγμή αυτή; 
Δίνονται: Ρατμ=105Ν/m2. g=10m/s2.

Πέμπτη, 24 Σεπτεμβρίου 2009

Μεταβολές αερίων.

Στο παρακάτω σχήμα δίνονται οι μεταβολές μιας ποσότητας ιδανικού αερίου, όπου η ΑΒ πραγματοποιείται υπό σταθερή θερμοκρασία.

Πώς ονομάζονται οι μεταβολές αυτές;
Η ΑΒ είναι μια ισόθερμη εκτόνωση. Γιατί εκτόνωση; Τι σημαίνει η λέξη αυτή;
Εκτόνωση σημαίνει αύξηση του όγκου, με ταυτόχρονη μείωση της πίεσης. Αυτά τα δύο πρέπει να συμβαίνουν μαζί. Διαφορετικά δεν πρέπει να χρησιμοποιείται ο όρος.
Η μεταβολή ΒΓ, είναι μια ισοβαρής. Τι ισοβαρής; Σύμφωνα με μια διαδεδομένη λογική μπορεί να ονομασθεί ισοβαρής συμπίεση, μιας και ο όγκος μειώνεται. Ναι, αλλά αφού δεν αυξάνεται η πίεση, τότε πώς μπορεί να είναι συν-πίεση; Ο όρος είναι λανθασμένος. Το αέριο ψύχεται υπό σταθερή πίεση και γι’ αυτό μειώνεται ο όγκος του. Ο σωστός λοιπόν όρος που περιγράφει τη μεταβολή είναι: Ισοβαρής ψύξη.
Η  μεταβολή ΓΑ; Και εδώ χρησιμοποιείται ο όρος ισόχωρη συμπίεση, όπου και πάλι είναι λανθασμένος. Συμπίεση σημαίνει να μετακινήσουμε ένα έμβολο, μειώνοντας τον όγκο και αυξάνοντας την πίεση. Εδώ έχουμε ένα δοχείο με σταθερό όγκο που απλά θερμαίνεται. Η μεταβολή πρέπει να αποκαλείται: Ισόχωρη θέρμανση.


Εφαρμογή:
Ένα αέριο εκτελεί την κυκλική μεταβολή του σχήματος, όπου ΤΓΔ.

i) Πώς ονομάζονται οι επιμέρους μεταβολές;
ii) Να κατασκευασθούν ποιοτικά διαγράμματα σε άξονες p-Τ και V-Τ για τις παραπάνω μεταβολές.

Αρχή διατήρησης ηλεκτρικού φορτίου.

Κατά την ηλέκτριση γυάλινης ράβδου με τριβή σε μεταξωτό ύφασμα, η ράβδος αποκτά φορτίο Q1=16 nC. Να βρεθεί το φορτίο που αποκτά το ύφασμα καθώς και ο αριθμός των ηλεκτρονίων που μετακινήθηκαν μεταξύ των δύο σωμάτων.
Δίνεται το στοιχειώδες ηλεκτρικό φορτίο: e=1,6 10-19C


Απάντηση

Τρίτη, 22 Σεπτεμβρίου 2009

Διαγώνισμα στα αέρια.

ΘΕΜΑ 1o
Στις ερωτήσεις 1 – 4 να γράψετε στο τετράδιο σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα σε κάθε αριθμό το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.
1. Ποσότητα ιδανικού αερίου βρίσκεται μέσα σε δοχείο μεταβλητού όγκου. Διπλασιά-ζουμε τον όγκο του δοχείου με σταθερή τη θερμοκρασία. Τότε:
α. διπλασιάζεται και η πίεση του αεριού.
β. η πυκνότητα του αερίου διπλασιάζεται.
γ. η ενεργός ταχύτητα των μορίων παραμένει σταθερή.
  Συνέχεια….

Παρασκευή, 18 Σεπτεμβρίου 2009

Απόδοση θερμικής μηχανής.

Ιδανικό μονοατομικό αέριο εκτελεί τις παρακάτω  μεταβολές: ΑΒ τυχαία γραμμική εκτόνωση  με εξίσωση Ρ=4Ρο-(Ρο/Vo)∙V από το σημείο Α(3Po,Vo) στο σημείο Β(Ρο,3Vo), BΓ ισοβαρής ψύξη μέχρι τον αρχικό όγκο Vo και τέλος ΓΑ ισόχωρη θέρμανση.

Να υπολογιστεί η απόδοση μιας μηχανής που λειτουργεί με βάση τον παραπάνω κύκλο.
Δίνεται Cv= 3R/2.

Απάντηση: 

Τετάρτη, 16 Σεπτεμβρίου 2009

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 WΑΓ= - F·(ΑΓ)
ii) Το έργο από το Α στο Γ είναι αρνητικό.
iii) Ισχύει WΑΓ= - WΔΒ.
iv) WΑΓΔΒ= 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;

Τρίτη, 15 Σεπτεμβρίου 2009

Διαγράμματα στις μεταβολής αερίων.

Δίνονται οι μεταβολές ΑΒ και ΒΓ μιας ποσότητας αερίου του παρακάτω διαγράμματος.
α) Να κάνετε τις αντιστοιχίσεις
Μεταβολή
Ονομάζεται:
ΑΒ
ΒΓ
Ισόθερμη συμπίεση
Ισόθερμη εκτόνωση
Ισόχωρη ψύξη
Ισοβαρής θέρμανση
Ισόχωρη θέρμανση
β) Ποιο από τα παρακάτω διαγράμματα είναι σωστό;
 




Πέμπτη, 10 Σεπτεμβρίου 2009

Τα πρώτα πειράματα της χρονιάς.

Μπορείτε να ερμηνεύσετε τις παρακάτω πειραματικές παρατηρήσεις;

1) Μια αφόρτιστη μεταλλική ράβδος κρέμεται όπως στο σχήμα από μονωτικό νήμα και ηρεμεί. Όταν πλησιάσουμε μια γυάλινη ράβδο την όποια έχουμε τρίψει σε μεταξωτό ύφασμα, η μεταλλική ράβδος έλκεται.

2) Ακουμπάμε στιγμιαία με το χέρι μας το άκρο Β της ράβδου και στη συνέχεια απομακρύνουμε την γυάλινη ράβδο. Πλησιάζουμε στο άκρο Α μια δεύτερη μεταλλική ράβδο και παρατηρούμε ότι η ράβδος ΑΒ έλκεται.

3) Πλησιάζουμε σε μικρά κομμένα χαρτάκια μια ράβδο από εβονίτη την οποία έχουμε τρίψη σε μάλλινο ύφασμα και τα χαρτάκια έλκονται. 
.

Τετάρτη, 9 Σεπτεμβρίου 2009

Σύνδεση αντιστάσεων


Μια άσκηση σε μορφή προκαθορισμένης πορείας, από έναν οδηγό μελέτης (Study Guide) για το γνωστό βιβλίο Halliday Resnick.

Παρασκευή, 4 Σεπτεμβρίου 2009

Τι κίνηση θα κάνει το σωματίδιο;

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:
i)     Το σωματίδιο θα κινηθεί προς τα δεξιά με σταθερή επιτάχυνση.
ii)   Το σωματίδιο θα μετακινηθεί κατά x φτάνοντας στο μέσο του ΑΒ όπου και σταματά αφού στη θέση αυτή ΣF=0.
iii)  Το σωματίδιο θα μετακινηθεί κατά 2x φτάνοντας στο σημείο Δ, δεξιά του Κ, όπου θα σταματήσει στιγμιαία.
iv) Μέγιστη ταχύτητα θα έχει το σωματίδιο τη στιγμή που περνά από το Κ.


  Δείτε την κίνηση του σωματιδίου σε video από τον Σταύρο Λέτη.