Η κλίση σε μια Αδιαβατική μεταβολή.

Ορισμένη ποσότητα μονοατομικού ιδανικού αερίου Χ με γ=5/3 εκτονώνεται αδιαβατικά από την αρχική κατάσταση Α όγκου V₁ στην κατάσταση Β, με όγκο V₂, όπως στο διάγραμμα. 

Αν το παραπάνω αέριο αντικατασταθεί από ισομοριακή ποσότητα διατομικού αερίου Υ με γ= 7/5 το οποίο από την ίδια αρχική κατάσταση Α εκτονώνεται αδιαβατικά σε όγκο V₂, να χαράξετε στους ίδιους άξονες την μεταβολή για το αέριο Υ.

Απάντηση:

2ος Θερμοδυναμικός Νόμος και Θερμική μηχανή.

Ορισμένη ποσότητα ιδανικού αερίου βρίσκεται στην κατάσταση Α με πίεση p_Α=6.10⁵ Ν/m²και 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 ln2»0,7.

Απάντηση:

Μια Θερμική μηχανή, η απόδοσή της και η μέγιστη απόδοση.

Μια θερμική μηχανή διαγράφει τον κύκλο του παρακάτω σχήματος. Στη διάρκεια μιας από τις παραπάνω μεταβολές το αέριο παράγει έργο 288J, ενώ η εσωτερική του ενέργεια μειώνεται κατά 288J.

1. Οι μεταβολές που διαγράφει το αέριο ονομάζονται:      
   ΑΒ: ………………. ΒΓ: …………………… ΓΑ: …………………..
2. Υπολογίστε για το αέριο το λόγο γ=C_p/C_v.
3. Πόσο έργο παράγει η μηχανή σε κάθε κύκλο;
4. Σε ποια μεταβολή το αέριο απορροφά θερμότητα; Υπολογίστε την θερμότητα αυτή.
5. Βρείτε τον συντελεστή απόδοσης της μηχανής.
6. Αν μεταξύ των ίδιων θερμοκρασιών λειτουργούσε μια μηχανή Carnot, ποια θα ήταν ο αντίστοιχος συντελεστής απόδοσης;

Απάντηση:

Απόδοση κύκλου, που έχει και μια αδιαβατική μεταβολή.

Ένα αέριο εκτελεί την παρακάτω αντιστρεπτή κυκλική μεταβολή. Από την κατάσταση Α σε πίεση p_Α=32∙10⁵Ν/m² και όγκο V_Α=1L, με ισοβαρή θέρμανση φτάνει σε κατάσταση Β με όγκο V_Β=8L. Μετά ψύχεται ισόχωρα μέχρι κατάσταση Γ, από όπου με αδιαβατική συμπίεση επανέρχεται στην αρχική του κατάσταση Α.

i)  Να παραστήσετε τη μεταβολή σε άξονες p-V.

ii) Πόσο έργο παράγει το αέριο σε κάθε κυκλική μεταβολή;

iii) Υπολογίστε την απόδοση μιας θερμικής μηχανής που διαγράφει την παραπάνω κυκλική μεταβολή.

Δίνεται για το αέριο γ=5/3.

Απάντηση:

Σύνδεση αντιστάσεων.

Για το κύκλωμα του παραπάνω σχήματος δίνονται R₁=10Ω, R₂=6Ω, R₃=16Ω και V=40V. 

Αν η τάση στα άκρα της αντίστασης R₁ είναι 20V, να βρεθούν:

i)   Η τάση στα άκρα της  R₂

ii)  Η ένταση του ρεύματος που διαρρέει την αντίσταση R₃.

iii) Η αντίσταση R₄.

Λύση:

Θα μάθουμε αν λειτουργούν σωστά οι λάμπες;

Οι λαμπτήρες Α, Β, Γ και Δ του σχήματος είναι όμοιοι.

1)   Αν ο λαμπτήρας Γ λειτουργεί κανονικά, ποιος κινδυνεύει να καεί, ο Α ή ο Δ;

2)  Αν ο Δ λειτουργεί κανονικά: 

i) θα λειτουργεί κανονικά και ο λαμπτήρας Γ ή όχι; 

ii) Ποιος λαμπτήρας από τους άλλους τρεις φωτοβολεί περισσότερο;

3)   Αν ξεβιδωθεί ο λαμπτήρας Β, τι θα συμβεί με την φωτοβολία των υπολοίπων;

Απάντηση:

Ηλεκτρικό ρεύμα και φωτοβολία λαμπτήρων.

Οι λάμπες στο παρακάτω κύκλωμα είναι ίδιες.

Να χαρακτηρίστε τις παρακάτω προτάσεις ως σωστές ή λαθεμένες.

i)     Μόλις κλείσουμε τον διακόπτη δ, θα ανάψει πρώτη η λάμπα Λ₁.

ii)    Οι δυο λάμπες θα φωτοβολήσουν το ίδιο.

iii)  Αν μεταφέρουμε την Λ₁ στη θέση που φαίνεται στο παρακάτω κύκλωμα, τότε θα διαρρέεται από ρεύμα μικρότερης έντασης και θα φωτοβολεί λιγότερο.

Απαντηση:

Νόμος του Ohm και 1ος κανόνας Kirchhoff.

Στο τμήμα του κυκλώματος που φαίνεται στο σχήμα δίνονται R₂=20Ω, R₃=15Ω. 

Το ρεύμα που διαρρέει την R₂ είναι 0,3Α, ενώ το αμπερόμετρο δείχνει 0,8Α.

Ποια η τιμή της αντίστασης  R₁;       

Απάντηση:

Σύνδεση αντιστάσεων και εφαρμογή του νόμου Οhm.

Για το παρακάτω κύκλωμα δίνονται R₁=15Ω, R₂=20Ω, R₃=10Ω, R₄=10Ω και V=40V.

i)   Ποια η ολική αντίσταση του κυκλώματος;

ii)  Να βρεθεί η ένταση του ρεύματος που διαρρέει κάθε αντιστάτη.

Απάντηση:

Φωτοβολία λαμπτήρων.

Στο παρακάτω κύκλωμα  συνδέονται τρεις όμοιοι λαμπτήρες.

i)    Να συγκρίνετε τις φωτοβολίες των λαμπτήρων.

ii)   Αν βγάλουμε από τη βάση της την Α λάμπα, πώς θα μεταβληθεί η φωτοβολία των άλλων λαμπτήρων;

iii)  Αν βγάλουμε από τη βάση της την λάμπα Γ, πώς μεταβάλλεται η φωτοβολία των άλλων; Πώς μεταβάλλεται η ένταση του ρεύματος που διέρχεται από τα σημεία 1,2,3;

iv)  Αν συνδέσουμε με σύρμα τα σημεία τα σημεία 1 και 2 πώς μεταβάλλεται η φωτοβολία των λαμπτήρων; Πόση είναι τώρα η διαφορά δυναμικού μεταξύ των σημείων 1 και 2;

Απάντηση: