Important Announcement
PubHTML5 Scheduled Server Maintenance on (GMT) Sunday, June 26th, 2:00 am - 8:00 am.
PubHTML5 site will be inoperative during the times indicated!

Home Explore ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Β' ΛΥΚΕΙΟΥ ΝΥΣΤΑΖΟΣ ΓΙΩΡΓΟΣ

ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Β' ΛΥΚΕΙΟΥ ΝΥΣΤΑΖΟΣ ΓΙΩΡΓΟΣ

Published by syspyl48, 2018-06-29 05:21:15

Description: ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Β' ΛΥΚΕΙΟΥ ΝΥΣΤΑΖΟΣ ΓΙΩΡΓΟΣ

Search

Read the Text Version

ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Β΄ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΙΩΡΓΟΣ ΝΥΣΤΑΖΟΣ ΦΥΣΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΩΝΠΡΟΛΟΓΟΣ...................................................................................................................................... 1ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΩΝ ........................................................................................................ 21ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ: ΟΡΙΖΟΝΤΙΑ ΒΟΛΗ – ΚΥΚΛΙΚΗ ΚΙΝΗΣΗ ................................................. 4ΘΕΩΡΙΑ ............................................................................................................................................ 41.1 Οριζόντια βολή ............................................................................................................................ 41.2 Ομαλή κυκλική κίνηση................................................................................................................ 51.3 Κεντρομόλος δύναμη................................................................................................................... 71.4 Μερικές περιπτώσεις κεντρομόλου δύναμης .............................................................................. 7ΑΠΟΔΕΙΞΕΙΣ 1ου ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ..................................................................................................... 8ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ 1ου ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ ..................................................................................................... 9ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΠΟΛΛΑΠΛΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ .................................................................................... 10ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΣΩΣΤΟΥ ΛΑΘΟΥΣ ................................................................................................. 14ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΣΥΜΠΛΗΡΩΣΕΩΣ .................................................................................................. 15ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΜΕ ΑΙΤΙΟΛΟΓΗΣΗ................................................................................................. 16ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΑΙΤΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ..................................................................................................... 19ΑΣΚΗΣΕΙΣ...................................................................................................................................... 222ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ: ΔΙΑΤΗΡΗΣΗ ΤΗΣ ΟΡΜΗΣ.......................................................................... 32ΘΕΩΡΙΑ .......................................................................................................................................... 322.1 Η έννοια του συστήματος.......................................................................................................... 322.2 Το φαινόμενο της κρούσης........................................................................................................ 322.3 Η έννοια της ορμής.................................................................................................................... 322.4 Η δύναμη και η μεταβολή της ορμής ........................................................................................ 332.5 Η αρχή διατήρησης της ορμής................................................................................................... 332.6 Μεγέθη που δε διατηρούνται στη κρούση................................................................................. 33ΑΠΟΔΕΙΞΕΙΣ 2ου ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ................................................................................................... 34ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΠΟΛΛΑΠΛΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ .................................................................................... 35Γ. ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΣΩΣΤΟΥ ΛΑΘΟΥΣ ............................................................................................. 37ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΣΥΜΠΛΗΡΩΣΕΩΣ .................................................................................................. 38ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΑΙΤΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ..................................................................................................... 38ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΑΙΤΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ..................................................................................................... 41ΑΣΚΗΣΕΙΣ...................................................................................................................................... 45ΣΥΝΔΙΑΣΤΙΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ 1ου- 2ου ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ................................................................... 543ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ : ΝΟΜΟΙ ΤΩΝ ΑΕΡΙΩΝ ................................................................................. 58ΘΕΩΡΙΑ .......................................................................................................................................... 583.2. Νόμοι αερίων............................................................................................................................ 583.3. Καταστατική εξίσωση .............................................................................................................. 603.4 – 3.5. Κινητική θεωρία .............................................................................................................. 61ΑΠΟΔΕΙΞΕΙΣ 3ου ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ................................................................................................... 64ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ 3ου ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ ................................................................................................... 65ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΠΟΛΛΑΠΛΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ .................................................................................... 66ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΣΩΣΤΟΥ ΛΑΘΟΥΣ ................................................................................................. 70 2

ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Β΄ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΙΩΡΓΟΣ ΝΥΣΤΑΖΟΣ ΦΥΣΙΚΟΣΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΜΕ ΑΙΤΙΟΛΟΓΗΣΗ................................................................................................. 71ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΜΕ ΑΙΤΙΟΛΟΓΗΣΗ................................................................................................. 75ΑΣΚΗΣΕΙΣ...................................................................................................................................... 784ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ: ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ..................................................................................... 86ΘΕΩΡΙΑ .......................................................................................................................................... 864.1 - 4.4 Ισορροπία θερμοδυναμικού συστήματος – αντιστρεπτές μεταβολές ............................... 864.5 Έργο παραγόμενο από αέριο κατά τη διάρκεια μεταβολών όγκου ........................................... 874.6 Θερμότητα ................................................................................................................................. 894.7 Εσωτερική ενέργεια................................................................................................................... 894.8 Πρώτος θερμοδυναμικός νόμος................................................................................................. 904.9 Εφαρμογή του πρώτου θερμοδυναμικού νόμου σε ειδικές περιπτώσεις................................... 914.10 Γραμμομοριακές ειδικές θερμότητες αερίων .......................................................................... 954.11 Θερμικές μηχανές – 2ος Θερμοδυναμικός νόμος Κύκλος Carnot .......................................... 974.12 Ο δεύτερος θερμοδυναμικός νόμος ......................................................................................... 984.13 Η μηχανή του Carnot............................................................................................................... 99ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ 4ου ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ ................................................................................................. 102ΠΟΛΛΑΠΛΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ......................................................................................................... 104ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΣΩΣΤΟΥ ΛΑΘΟΥΣ ............................................................................................... 112ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΜΕ ΑΙΤΙΟΛΟΓΗΣΗ............................................................................................... 115ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΜΕ ΑΙΤΙΟΛΟΓΗΣΗ............................................................................................... 118ΑΣΚΗΣΕΙΣ.................................................................................................................................... 1225ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ : ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ –ΒΑΡΥΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ ......................................................... 140ΘΕΩΡΙΑ ........................................................................................................................................ 1405.6 Δυναμική ενέργεια πολλών σημειακών φορτίων ................................................................... 1405.8 Α. Κινήσεις φορτισμένων σωματιδίων σε ομογενές ηλεκτροστατικό πεδίο........................... 1415.9 - 5.10 - 5.11 Πυκνωτής - χωρητικότητα - ενέργεια αποθηκευμένη σε φορτισμένο πυκνωτή –Πυκνωτής και διηλεκτρικά ............................................................................................................ 1455.12 Το Βαρυτικό πεδίο................................................................................................................. 1465.13 Το βαρυτικό πεδίο της γης..................................................................................................... 1475.14 Ταχύτητα διαφυγής – Μαύρες τρύπες. .................................................................................. 1475.15 Σύγκριση Ηλεκτροστατικού και Βαρυτικού πεδίου .............................................................. 148ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΠΟΛΛΑΠΛΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ .................................................................................. 149ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΣΩΣΤΟΥ ΛΑΘΟΥΣ ............................................................................................... 154ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΑΙΤΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ................................................................................................... 155ΑΣΚΗΣΕΙΣ.................................................................................................................................... 158ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ......................................................................................................................... 168 3

ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Β΄ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΙΩΡΓΟΣ ΝΥΣΤΑΖΟΣ ΦΥΣΙΚΟΣ1ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ: ΟΡΙΖΟΝΤΙΑ ΒΟΛΗ – ΚΥΚΛΙΚΗ ΚΙΝΗΣΗ ΘΕΩΡΙΑ1.1 Οριζόντια βολή1. Τι αναφέρει η αρχή της ανεξαρτησίας των κινήσεων (ή αρχή της επαλληλίας)Κάθε σύνθετη κίνηση, δηλαδή κάθε κίνηση η οποία αποτελείται από δύο ή περισσότερες απλέςκινήσεις, περιγράφεται σύμφωνα με την αρχή της ανεξαρτησίας των κινήσεων (ή αρχή τηςεπαλληλίας):1) Ένα σώμα που πραγματοποιεί ταυτόχρονα δύο ή περισσότερες απλές κινήσεις τιςπραγματοποιεί ανεξάρτητα τη μία από την άλλη.2) Η θέση του σώματος μετά από χρόνο t, είναι η ίδια είτε οι κινήσεις πραγματοποιούνταιταυτόχρονα, είτε πραγματοποιούνται διαδοχικά σε χρόνο t η κάθε μία.Η οριζόντια βολή είναι μια ειδική περίπτωση σύνθετης κίνησης2. Τι είναι η οριζόντια βολή;Οριζόντια βολή είναι μια σύνθετη κίνηση που αποτελείται απόδυο επιμέρους απλές κινήσεις, μια οριζόντια η οποία είναιευθύγραμμη ομαλή κίνηση και μια κατακόρυφη η οποία είναιελεύθερη πτώση.Οι δυο κινήσεις γίνονται ταυτόχρονα αλλά η κάθε μια είναιεντελώς ανεξάρτητη από την άλλη και το κοινό στοιχείο πουέχουν είναι ο χρόνος της κίνησης t.3. Ποιοι τύποι ισχύουν στην οριζόντια βολή;Για την οριζόντια βολή ισχύουν οι τύποι: Ταχύτητα Άξονας x Άξονας yΜετατόπιση ux = u0 uy = gtΕπιτάχυνση x = u0t y = 1 gt2 2 α=0 α=g 4

ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Β΄ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΙΩΡΓΟΣ ΝΥΣΤΑΖΟΣ ΦΥΣΙΚΟΣ1.2 Ομαλή κυκλική κίνηση1. Ποια κίνηση ονομάζεται περιοδική;Είναι η κίνηση που επαναλαμβάνεται σε ίσα χρονικά διαστήματα.2. Ποια κίνηση ονομάζεται κυκλική;Ένα κινητό κάνει κυκλική κίνηση όταν η τροχιά που διαγράφει είναι περιφέρεια κύκλου.3. Ποια κίνηση χαρακτηρίζεται ομαλή κυκλική;Είναι η κίνηση στην οποία η τροχιά του κινητού είναι κυκλική και η τιμή της ταχύτητας τουπαραμένει σταθερή.Η κίνηση αυτή είναι περιοδική διότι επαναλαμβάνεται η ίδια σε ίσα χρονικά διαστήματα.4. Τι ονομάζουμε περίοδο T μιας περιοδικής κίνησης;Περίοδος(Τ) είναι ο χρόνος που χρειάζεται ένα σώμα για να κάνει μια πλήρη περιστροφή.Μονάδα μέτρησης της περιόδου είναι το sec.Εάν το κινητό κάνει Ν περιστροφές μέσα σε χρόνο t τότε η περίοδος υπολογίζεται από το πηλίκοT= t . N5. Τι ονομάζουμε συχνότητα f μιας περιοδικής κίνησης;Είναι ο αριθμός των επαναλήψεων που εκτελεί το κινητό στη μονάδα του χρόνου. Μονάδαμέτρησης της συχνότητας είναι το ένα sec-1 ή ένα Hz (Χέρτζ).Εάν το κινητό κάνει Ν επαναλήψεις μέσα σε χρόνο t τότε η συχνότητα υπολογίζεται από τοπηλίκο f = N . t6. Ποια σχέση ισχύει μεταξύ περιόδου και συχνότητας; f=1 T7. Πώς ορίζεται η γραμμική ταχύτητα;Γραμμική ταχύτητα είναι η ταχύτητα με την οποία κινείται ένα κινητό που κάνει κυκλική κίνησηκαι το μέτρο της ισούται με u= s . Στην ομαλή κυκλική κίνηση το μέτρο της γραμμικής ταχύτητας tείναι σταθερό. Δηλαδή το κινητό σε ίσους χρόνους διαγράφει ίσα τόξα. 5

ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Β΄ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΙΩΡΓΟΣ ΝΥΣΤΑΖΟΣ ΦΥΣΙΚΟΣ8. Πως βρίσκουμε τη σχέση μεταξύ ταχύτητας και συχνότητας ή περιόδου;Σε χρόνο μιας περιόδου t=T το κινητό διαγράφει τόξο ίσο με τη περιφέρεια του τόξου s=2πR,οπότε η ταχύτητα είναι:u = s Þ u = 2p R ü t T ïïý Þ u = 2p Rff=1 ï T ïþ9. Πώς ορίζεται η γωνιακή ταχύτητα;Γωνιακή ταχύτητα ω είναι το φυσικό διανυσματικό μέγεθος πουορίζεται με το πηλίκο της γωνίας θ που διαγράφει η επιβατικήακτίνα που παρακολουθεί το κινητό σε ορισμένο χρόνο, δια τουχρόνου αυτού. Έχει διεύθυνση κάθετη στο επίπεδο περιστροφήςκαι φορά που προσδιορίζεται με τον κανόνα του δεξιού χεριού.Δίνεται από τον τύπο: w=q tΜονάδα μέτρησης της γωνιακής ταχύτητας είναι το 1 rad/s.10. Πως βρίσκουμε τη σχέση μεταξύ γωνιακής ταχύτητας και συχνότητας ή περιόδου;Επειδή σε χρόνο μιας περιόδου t=T η επιβατική ακτίνα διαγράφει τόξο 2π: w = q = 2p = 2p f t T11. Πως βρίσκουμε τη σχέση μεταξύ γωνιακής και γραμμικής ταχύτητας; Epeid ή : u= 2p R ü T ýïï Þ u 2p ï = wR T þï w =12. Πώς ορίζεται η κεντρομόλος επιτάχυνση;Στην ομαλή κυκλική κίνηση η τιμή της ταχύτητας είναι σταθερή, όμως η διεύθυνση και η φοράαλλάζουν συνεχώς. Άρα το διάνυσμα της ταχύτητας αλλάζει με αποτέλεσμα να εμφανίζεταιεπιτάχυνση που έχει κατεύθυνση προς το κέντρο της κυκλικής τροχιάς και λέγεται κεντρομόλοςεπιτάχυνση ακ. Έχει μονάδα μέτρησης τα m/s2 .Δίνεται από τον τύπο: aK = u2 R13. Ποιους άλλους τύπους της κεντρομόλου επιταχύνσεως έχουμε; u2 üïý aK = w 2 R üýï 4p 2 R ïþ ïþ T2aK = Þ a = w2R2 = w2R και 2p Þ aK = R = 4p 2 f 2R R T K w =u =wR 6

ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Β΄ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΙΩΡΓΟΣ ΝΥΣΤΑΖΟΣ ΦΥΣΙΚΟΣ 3ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ : ΝΟΜΟΙ ΤΩΝ ΑΕΡΙΩΝ ΘΕΩΡΙΑΣτο συγκεκριμένο κεφάλαιο θα μελετηθούν τα αέρια μακροσκοπικά και μικροσκοπικά.Μακροσκοπικά θα μελετηθούν με τη βοήθεια των νόμων των αερίων και της καταστατικήςεξίσωσης, ενώ μικροσκοπικά θα μελετηθούν με τη βοήθεια της κινητικής θεωρίας.Μακροσκοπική είναι η περιγραφή που βασίζεται σε μακροσκοπικά μεγέθη τα οποία μπορούνδηλαδή να μετρηθούν πειραματικά με τη βοήθεια οργάνων. Τέτοια μακροσκοπικά μεγέθη είναι ηπίεση, ο όγκος η θερμοκρασία κ.α.Μικροσκοπική είναι η περιγραφή που βασίζεται σε μικροσκοπικά μεγέθη όπως η ταχύτηταμορίων, η κινητική ενέργεια των μορίων κ.λ.π. Τα μικροσκοπικά μεγέθη υπολογίζονται έμμεσααπό τα μακροσκοπικά μεγέθη. Τα μικροσκοπικά μεγέθη είναι αδύνατο να υπολογιστούν άμεσαλόγω του μεγάλου πλήθους των μορίων.3.2. Νόμοι αερίωνΗ περιγραφή της κατάστασης ενός αερίου γίνεται μέσω των μακροσκοπικών μεγεθών πίεση,όγκος και θερμοκρασία. Τα μεγέθη αυτά συνδέονται με τους τρείς νόμους των αερίων.Ένα αέριο το οποίο υπακούει στους νόμους των αερίων σε οποιεσδήποτε συνθήκες και ανβρίσκεται, είναι ιδανικό αέριο.Πρέπει να τονιστεί ότι τη θερμοκρασία των αερίων τη μετράμε σε Kelvin και ονομάζεται απόλυτηθερμοκρασία. Η απόλυτη θερμοκρασία σε Kelvin προκύπτει από τη θερμοκρασία της κλίμακαςΚελσίου, από τον τύπο T = 273 +q .Α) Νόμος Boyle – Ισόθερμη μεταβολήΌταν κατά τη μεταβολή της κατάστασης ενός ιδανικού αερίου η θερμοκρασία διατηρείταισταθερή και μεταβάλλονται η πίεση και ο όγκος, τότε η μεταβολή αυτή ονομάζεται ισόθερμη.Ο Νόμος του Boyle λέει ότι: «η πίεση ορισμένης μάζας ιδανικού αερίου, υπό σταθερήθερμοκρασία, είναι αντιστρόφως ανάλογη του όγκου». PV = σταθερό για T = σταθερόΣτα παρακάτω διαγράμματα παριστάνονται η πίεση του αερίου p συναρτήσει του όγκου του(p=f(V)), η πίεση του αερίου p συναρτήσει της θερμοκρασίας του (p=f(Τ)) και ο όγκος του αερίουσυναρτήσει της θερμοκρασίας του (V=f(T)). 58

ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Β΄ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΙΩΡΓΟΣ ΝΥΣΤΑΖΟΣ ΦΥΣΙΚΟΣΒ) Νόμος Charles – Ισόχωρη μεταβολήΌταν κατά τη μεταβολή της κατάστασης ενός ιδανικού αερίου ο όγκος διατηρείται σταθερός καιμεταβάλλονται η πίεση και η θερμοκρασία, τότε η μεταβολή αυτή ονομάζεται ισόχωρη.Ο Νόμος του Charles λέει ότι η πίεση ορισμένης μάζας ιδανικού αερίου, υπό σταθερό όγκο, είναιανάλογη της απόλυτης θερμοκρασίας του. p = σταθερό για V = σταθερό TΓ) Νόμος Gay - Lussac – Ισόβαρης μεταβολήΌταν κατά τη μεταβολή της κατάστασης ενός ιδανικού αερίου η πίεση διατηρείται σταθερή καιμεταβάλλονται ο όγκος και η θερμοκρασία, τότε η μεταβολή αυτή ονομάζεται ισόβαρης.Ο Νόμος του Gay-Lussac λέει ότι o όγκος ορισμένης μάζας ιδανικού αερίου, υπό σταθερή πίεση,είναι ανάλογος της απόλυτης θερμοκρασίας. V = σταθερό για p = σταθερό T 59

ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Β΄ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΙΩΡΓΟΣ ΝΥΣΤΑΖΟΣ ΦΥΣΙΚΟΣΤΥΠΟΛΟΓΙΟ 3ου ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ1. ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ BOYLE: P ×V = staJ ή P1 ×V1 = P2 ×V22. ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ CHARLES: P = staq ή P1 = P2 T T1 T23. ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ GAY-LUSSAC: V = staq ή V1 = V2 T T1 T24. ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΣΕ ΚΕΛΒΙΝ: T = q + 2735. ΚΑΤΑΣΤΑΤΙΚΗ ΕΞΙΣΩΣΗ ΑΕΡΙΩΝP×V = n× R×T ή P = r ×R×T ή P ×V = N ×k ×T M6. ΣΧΕΣΗ ΠΙΕΣΗΣ ΚΑΙ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ΜΕ ΤΙΣ ΤΑΧΥΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΜΟΡΙΩΝP = 1 × N × m×u2 = 1 × r ×u2 3V 37. ΜΕΣΗ ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΩΝ ΜΟΡΙΩΝ K = 1 × m×u2 = 3 × k ×T 228. ΕΝΕΡΓΟΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΤΩΝ ΜΟΡΙΩΝuen = u2 = 3×k ×T = 3× R ×T m Mr 65

ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Β΄ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΙΩΡΓΟΣ ΝΥΣΤΑΖΟΣ ΦΥΣΙΚΟΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΣΩΣΤΟΥ ΛΑΘΟΥΣ1. Μια ισοβαρής μεταβολή περιγράφεται από τη σχέση V = staq . T2. Σε άξονες p-Τ μια ισόθερμη μεταβολή απεικονίζεται με μια ευθεία παράλληλη στον άξονα τηςθερμοκρασίας.3. Μια ισοβαρής μεταβολή σε άξονες V-T απεικονίζεται με μια ευθεία που διέρχεται από τηναρχή των αξόνων.4. Όταν η πίεση ορισμένης ποσότητας αερίου παραμένει σταθερή, ο όγκος του αερίου είναιαντιστρόφως ανάλογος προς την απόλυτη θερμοκρασία.5. Δύο διαφορετική ιδανικά αέρια που βρίσκονται στην ίδια πίεση και στην ίδια θερμοκρασίαέχουν την ίδια πυκνότητα.6. Για μια ισόθερμη μεταβολή ορισμένης ποσότητας ιδανικού αερίου, η γραφική παράσταση τηςπυκνότητας σε συνάρτηση με την πίεση του αερίου είναι ευθεία γραμμή που διέρχεται από τηναρχή των αξόνων.7. Διπλασιάζοντας ταυτόχρονα τον όγκο και την πίεση ορισμένης ποσότητας ιδανικού αερίου, ηπυκνότητα του υποδιπλασιάζεται.8. Διπλασιάζοντας τον όγκο ορισμένης ποσότητας ιδανικού αερίου υπό σταθερή θερμοκρασία,υποδιπλασιάζεται η πυκνότητα του.9. Διπλασιάζοντας την πίεση ορισμένης ποσότητας αερίου υπό σταθερό όγκο, διπλασιάζεται ηπυκνότητα του.10. Κατά τη διάρκεια της ισόθερμης μεταβολής ορισμένης ποσότητας ιδανικού αερίου, ηπυκνότητα του αερίου δεν μεταβάλλεται.11. Σε κάθε μεταβολή η πυκνότητα ορισμένης ποσότητας ιδανικού αερίου είναι ανάλογη τηςπίεσης του αερίου.12. Η πίεση μιας ποσότητας αερίου σταθερού όγκου αυξάνεται με τη θερμοκρασία,13. Όταν διπλασιάζουμε τον αριθμό των moles ενός αερίου διατηρώντας σταθερά τον όγκο και τηθερμοκρασία του, διπλασιάζεται η πίεση του.14. Η κινητική ενέργεια και το μέτρο της ταχύτητας των μορίων του ιδανικού αερίου δενμεταβάλλονται κατά τη σύγκρουση των μορίων με τα τοιχώματα του δοχείου στο οποίοπεριέχονται.15. Σε μια ποσότητα αέρα τα μόρια του Ο2 και του Ν2 έχουν ίδια μέση κινητική ενέργεια αλλάδιαφορετική ενεργό ταχύτητα.16. Η μέση κινητική ενέργεια των μορίων εξαρτάται από τη μάζα των μορίων.17. Η μέση κινητική ενέργεια των μορίων διπλασιάζεται όταν διπλασιάζεται η απόλυτηθερμοκρασία Τ.18. Σε ένα μίγμα δύο διαφορετικών ιδανικών αερίων τα μόρια των αερίων έχουν την ίδια ενεργόταχύτητα. 70

ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Β΄ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΙΩΡΓΟΣ ΝΥΣΤΑΖΟΣ ΦΥΣΙΚΟΣ 4ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ: ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ4.1 - 4.4 Ισορροπία θερμοδυναμικού συστήματος – αντιστρεπτές μεταβολέςΣύστημα είναι ένα τμήμα του φυσικού κόσμου που διαχωρίζεται από τον υπόλοιπο κόσμο μεπραγματικά ή νοητά τοιχώματα.Θερμοδυναμικό σύστημα είναι αυτό που για την περιγραφή του χρησιμοποιούνταιθερμοδυναμικά μεγέθη (θερμοδυναμικές μεταβλητές), όπως θερμότητα, θερμοκρασία, εσωτερικήενέργεια και άλλα.Κατάσταση θερμοδυναμικής ισορροπίας έχουμε όταν σ’ ένα θερμοδυναμικό σύστημα οιθερμοδυναμικές μεταβλητές (p,V,T) που το περιγράφουν διατηρούνται σταθερές με τον χρόνο.Μια ποσότητα αερίου βρίσκεται σε κατάσταση θερμοδυναμικής ισορροπίας ή απλά ισορροπίαςόταν η πίεση p, η πυκνότητα ρ και η θερμοκρασία Τ έχουν την ίδια τιμή σε όλη την έκταση τουαερίου.Αντιστρεπτή ονομάζουμε τη (εξιδανικευμένη) μεταβολή όπου ένα σύστημα μεταβαίνει από μιααρχική κατάσταση σε μια τελική μέσω διαδοχικών καταστάσεων ισορροπίας.Όταν μια αντιστρεπτή μεταβολή ενός συστήματος αντιστραφεί, τότε τόσο το σύστημα όσο και τοπεριβάλλον επανέρχονται στην αρχική τους κατάσταση.Για να μπορέσει μια μεταβολή να θεωρηθεί αντιστρεπτή θα πρέπει να:α) Πραγματοποιείται πάρα πολύ αργά, ώστε κάθε ενδιάμεση κατάσταση να είναι κατάστασηισορροπίας και στο διάγραμμα p - V να αντιστοιχεί σ’ ένα σημείο.β) Μην έχουμε απώλεια ενέργειας υπό μορφή εσωτερικών τριβών, μηχανικών τριβών, μηελαστικών φαινομένων, κ.λπ.Στο διάγραμμα p - V μια αντιστρεπτή μεταβολή παριστάνεται με μια συνεχή γραμμή, η οποίαπροκύπτει από τη συνένωση των διαδοχικών θέσεων ισορροπίας, από τις οποίες διέρχεται τοσύστημα.Στη πραγματικότητα οι μεταβολές είναι μη αντιστρεπτές, δηλαδή το σύστημα δεν διέρχεται απόδιαδοχικές καταστάσεις θερμοδυναμικής ισορροπίας και επομένως δεν μπορεί να αντιστραφεί. Σεδιάγραμμα παριστάνεται μόνο η αρχική και η τελική κατάσταση του συστήματος. 86

ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Β΄ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΙΩΡΓΟΣ ΝΥΣΤΑΖΟΣ ΦΥΣΙΚΟΣ4.5 Έργο παραγόμενο από αέριο κατά τη διάρκεια μεταβολών όγκουΈργο είναι η μεταφορά ενέργειας από ένα σύστημα προς το περιβάλλον ή το αντίστροφο και γιανα έχουμε παραγωγή έργου θα πρέπει να υπάρχει μια δύναμη που μετατοπίζει το σημείοεφαρμογής της. Απόδειξη του τύπου του έργου που παράγεται από αέριο Έστω ένα αέριο σε κύλινδρο που κλείνεται από εφαρμοστό έμβολο. F ΔxΚαθώς τα μόρια του αερίου μέσα στον κύλινδρο συγκρούονται με τα τοιχώματα του ασκούνδυνάμεις σε αυτά. Για μια μικρή μετατόπιση του εμβόλου κατά Δx, το παραγόμενο έργοείναι:dWaeriou = Faeriou × dx ïýü Þ dWaeriou = p × A× dxü Þ dWaeriou = p × dV Þp= F ÞF = p×A ïþ A× dx = dV ý þ AdWaeriou = p × (Vteliko - Varciko )Στην εκτόνωση ενός αερίου, το έργο του είναι θετικό, δηλαδή όταν ΔV > 0.Στην εκτόνωση μεταφέρεται ενέργεια από το αέριο προς το περιβάλλον και το έργο, για τοπεριβάλλον, είναι θετικό ή παραγόμενο.Στη συμπίεση ενός αερίου, το έργο του είναι αρνητικό, δηλαδή όταν ΔV < 0.Στη συμπίεση μεταφέρεται ενέργεια από το περιβάλλον προς το αέριο και το έργο, για τοπεριβάλλον, είναι αρνητικό ή καταναλισκόμενο.Κατά το γραφικό προσδιορισμό του έργου ισχύει:α) Το έργο ισούται με το εμβαδά της γραφικής παράστασης p - V, αρκεί οι άξονες ναβαθμολογούνται με μονάδες του S.I. Σε μια ισοβαρή μεταβολή κατά την οποία η πίεση παραμένεισταθερή, το έργο ισούται με το εμβαδόν του παραλληλογράμμου που σχηματίζεται.To πρόσημο του έργου θα είναι θετικό αν το αέριο εκτονώνεται και αρνητικό αν συμπιέζεται. Στοδιάγραμμα της παρακάτω εικόνας το αέριο εκτονώνεται, οπότε: W = +E = pt (Vt -Va ) 87

ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Β΄ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΙΩΡΓΟΣ ΝΥΣΤΑΖΟΣ ΦΥΣΙΚΟΣ P(N/m2) A B pα=pτ E =W 0 Vα Vτ V(m3)β) Το έργο αερίου σε μια γραμμική αντιστρεπτή μεταβολή υπολογίζεται γραφικά από το εμβαδάτου τραπεζίου που σχηματίζεται, εάν οι άξονες βαθμολογούνται στο S.I. Στο διάγραμμα τηςεικόνας το αέριο συμπιέζεται οπότε: W = -E = pt + pa × (Vt -Va ) 2 p(N/m2) B pτ pα A Ε 0 Vα Vτ V(m3)γ) Το έργο αερίου σε μια τυχαία αντιστρεπτή μεταβ)ολή υπολογίζεται γραφικά από τοπερικλειόμενο εμβαδόν, από τη γραμμή που αποδίδει γραφικά τη μεταβολή και τον άξονα τουόγκου. p(N/m2) pτ Β pα Α Ε 0 Vα Vτ V(m3)Το έργο του αερίου είναι ίσο με μηδέν όταν: )1. Η μεταβολή του όγκου (ΔV) είναι μηδενική. Επομένως μηδενικό έργο έχει η ισόχωρημεταβολή.2. Η πίεση του αερίου είναι μηδενική. Η περίπτωση αυτή αφορά την ελεύθερη εκτόνωση και τηδιάχυση. 88

ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Β΄ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΙΩΡΓΟΣ ΝΥΣΤΑΖΟΣ ΦΥΣΙΚΟΣΤΥΠΟΛΟΓΙΟ 4ου ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ1. ΕΡΓΟ ΠΑΡΑΓΟΜΕΝΟ ΑΠΟ ΑΕΡΙΟ ΚΑΤΑ ΤΗ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΜΕΤΑΒΟΛΩΝ ΟΓΚΟΥ DW = P × DV2. ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΙΔΑΝΙΚΟΥ ΑΕΡΙΟΥ U = 3×n×R×T 23. ΠΡΩΤΟΣ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΟΣ ΝΟΜΟΣ Q = DU +W4. ΕΡΓΟ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΙΣΟΘΕΡΜΗ ΑΝΤΙΣΤΡΕΠΤΗ ΜΕΤΑΒΟΛΗ W = n × R ×T × n Vt Va5. ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΠΟΥ ΑΠΟΡΡΟΦΑ ΤΟ ΑΕΡΙΟ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΙΣΟΘΕΡΜΗ ΑΝΤΙΣΤΡΕΠΤΗ ΜΕΤΑΒΟΛΗ Q = n × R ×T × n Vt Va6. ΕΡΓΟ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΙΣΟΧΩΡΗ ΑΝΤΙΣΤΡΕΠΤΗ ΜΕΤΑΒΟΛΗ W =07. ΣΧΕΣΗ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΚΑΙ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ Q = DU8. ΕΡΓΟ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΙΣΟΒΑΡΗ ΑΝΤΙΣΤΡΕΠΤΗ ΜΕΤΑΒΟΛΗW = P × (Vt -Va ) ή W = n × R × (Tt - Ta )9. ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ POISSON ΣΤΗΝ ΑΔΙΑΒΑΤΙΚΗ ΜΕΤΑΒΟΛΗP ×V g = staq ή P1 ×V1g = P2 ×V2g 102

ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Β΄ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΙΩΡΓΟΣ ΝΥΣΤΑΖΟΣ ΦΥΣΙΚΟΣ10. ΕΡΓΟ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΑΔΙΑΒΑΤΙΚΗ ΜΕΤΑΒΟΛΗ W = Pt ×Vt - Pa ×Va 1-g11. ΘΕΡΜΑΝΣΗ ΑΕΡΙΩΝ ΜΕ ΣΤΑΘΕΡΟ ΟΓΚΟ QV = n × CV × DT = DU12. ΘΕΡΜΑΝΣΗ ΑΕΡΙΟΥ ΜΕ ΣΤΑΘΕΡΗ ΠΙΕΣΗ QP = n × CP × DT13. ΣΧΕΣΗ ΜΕΤΑΞΥ CP KAI CV CP = CV + R14. ΤΙΜΗ ΤΗΣ CV CV = 3×R 215. ΤΙΜΗ ΤΗΣ CP CP = 5 ×R 216. ΤΙΜΗ ΤΟΥ γ g = CP = 5 CV 317. ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΙΚΗΣ ΜΗΧΑΝΗΣ e = W = Qh - Qc = 1- Qc Qh Qh Qh18. ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΜΗΧΑΝΗΣ CARNOT eCarnot =1- Tc Th 103


Like this book? You can publish your book online for free in a few minutes!
Create your own flipbook