| 
ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Α ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΙΑΤΗΡΗΣΗ ΤΗΣ ΟΛΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΚΑΙ ΥΠΟΒΑΘΜΙΣΗ ΤΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ
.jpg) |
| ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Α ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΙΑΤΗΡΗΣΗ ΤΗΣ ΟΛΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΚΑΙ ΥΠΟΒΑΘΜΙΣΗ ΤΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ |
ΑΛΥΤΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ
ΑΣΚΗΣΗ 1
Ιδανικό αέριο απορροφά θερµότητα 80J ενώ ταυτόχρονα παράγει έργο 30J. Να υπολογίσετε τη µεταβολή της εσωτερικής ενέργειας του αερίου.
ΑΣΚΗΣΗ 2
Ιδανικό αέριο απορροφά θερµότητα Q=180J και η εσωτερική του ενέργεια αυξάνεται κατά ∆U=40j. Να υπολογίσετε το έργο που παράγεται από το αέριο.
ΑΣΚΗΣΗ 3
Σε µια εκτόνωση µιας ποσότητας ιδανικού αερίου παράγεται µηχανικό έργο W=280j ενώ η εσωτερική του ενέργεια παραµένει σταθερή. Πόση είναι η θερµότητα Q που ανταλλάσει το αέριο µε το περιβάλλον του; Προσφέρεται ή αφαιρείται η παραπάνω θερµότητα από το ιδανικό αέριο;
ΑΣΚΗΣΗ 4
Σε µια εκτόνωση µιας ποσότητας ιδανικού αερίου παράγεται µηχανικό έργο W=1800j. Αν το αέριο κατά τη διάρκεια αυτής της µεταβολής δεν ανταλλάσει θερµότητα µε το περιβάλλον τότε πόση είναι η µεταβολή της εσωτερικής του ενέργειας; Θερµαίνεται ή ψύχεται το αέριο;
ΑΣΚΗΣΗ 5
Ένα δοχείο σταθερού όγκου ψύχεται και η εσωτερική του ενέργεια ελαττώνεται κατά 100 j. Τότε:
α) Πόσο είναι το µηχανικό έργο του αερίου και
β) Πόση είναι η θερµότητα που αποβάλλεται από το αέριο στο περιβάλλον;
ΑΣΚΗΣΗ 6
Στο κατακόρυφο κυλινδρικό δοχείο του σχήµατος ισορροπεί στο πάνω µέρος του κινητό έµβολο εµβαδού S=10cm2, ενώ το βάρος του είναι Β=100Ν.
.jpg)
Αν η ατµοσφαιρική πίεση είναι Pατµ=105Ν/m2, τότε:
α) Να υπολογιστεί η πίεση του αερίου µέσα στο δοχείο,
β) Αν θερµάνουµε το αέριο µέσα στο δοχείο προσφέροντάς του θερµότητα Q=60j τότε αυτό µετατοπίζεται προς τα πάνω κατά ∆x=10cm. Πόση είναι τότε η µεταβολή της εσωτερικής ενέργειας του αερίου;
ΑΣΚΗΣΗ 7
Πόση θερµότητα ανταλλάσσεται µεταξύ αερίου - περιβάλλοντος σε µια διαδικασία κατά την οποία το παραγόµενο έργο είναι 50J και η µεταβολή της εσωτερικής ενέργειας του αερίου είναι 30J;
ΑΣΚΗΣΗ 8
Κατά τη συµπίεση ενός αερίου, η εσωτερική του ενέργεια διατηρείται σταθερή, ενώ στο αέριο µεταβιβάζεται ενέργεια µέσω έργου 50J.Πόση θερµότητα ανταλλάσσεται µεταξύ αερίου και περιβάλλοντος;
ΑΣΚΗΣΗ 9
Κατά τη θέρµανση αερίου µέσα σε δοχείο µε έµβολο, µεταβιβάζεται στο αέριο θερµότητα 400J. Η εσωτερική ενέργεια του αερίου µεταβάλλεται κατά 250J.
To αέριο ασκεί στο έµβολο σταθερή δύναµη 1.500Ν, όπως φαίνεται στην εικόνα. Πόσο θα µετακινηθεί το έµβολο;
ΑΣΚΗΣΗ 10
Ένα σώµα µάζας m=1kg αφήνεται από ύψος h=5m, πέφτει σε άµµο και ακινητοποιείται.
α) Ποια είναι η ταχύτητα µε την οποία φτάνει αυτό στο έδαφος;
β) Πόσο αυξάνεται η εσωτερική ενέργεια του συστήµατος;
∆ίνεται g=10m/s2 και ότι στο σώµα κατά την πτώση του επενεργεί µόνο το βάρος του.
ΑΣΚΗΣΗ 11
Έστω ότι θέλετε να µειώσετε το βάρος σας και κάποιος σας προτείνει να µειώσετε κατά 50% το ποσοστό θερµίδων στο καθηµερινό σας διαιτολόγιο, διατηρώντας την ίδια καθηµερινή σας δραστηριότητα. Λάβετε υπόψη ότι η καύση 1g λίπους αποδίδει 9,5kcal. Ας υποθέσουµε ότι µε ένα κανονικό διαιτολόγιο 2.800kcal την ηµέρα, το βάρος σας παραµένει σταθερό. Σε πόσο χρόνο θα χάσετε 10kg;
ΑΣΚΗΣΗ 12
Μια θερµική µηχανή απορροφά µέσα σε χρόνο ∆t, θερµότητα Q=2000j από την καύση της βενζίνης και παράγει µηχανικό έργο W=800j στον ίδιο χρόνο. Ποιος είναι ο συντελεστής απόδοσης αυτής της µηχανής;
ΑΣΚΗΣΗ 13
Ένας βενζινοκινητήρας έχει απόδοση 25% και παράγει µηχανικό έργο W=200j σε κάθε κύκλο λειτουργίας του.Ποια είναι η θερµότητα ανά κύκλο που παίρνουµε από την καύση της βενζίνης;
ΑΣΚΗΣΗ 14
Η ισχύς ενός κινητήρα Diesel που χρησιµοποιείται σε φορτηγά πλοία είναι 0,25. Ο κινητήρας αποδίδει συνολική ισχύ P=2500KW. Το πλοίο ταξιδεύει µε 20 κόµβους (σταθερά). Αν 1Kg καυσίµου αποδίδει κατά την καύση του 4⋅104Kj και οι δεξαµενές του πλοίου περιέχουν 100 τόνους καύσιµο, ποια απόσταση µπορεί να διανύσει το πλοίο;
∆ίνεται 1 κόµβος=1,8Km/h.
ΑΣΚΗΣΗ 15
Ένα αυτοκίνητο έχει µάζα 1.000 kg και κινείται σε οριζόντιο δρόµο µε σταθερή ταχύτητα 108km/h. Η συνολική δύναµη που αντιστέκεται στην κίνηση του αυτοκινήτου είναι 450Ν.
α) Πόση είναι η κινητική ενέργεια του αυτοκινήτου;
β) Πόση ενέργεια απαιτείται για να διανύσει το αυτοκίνητο 1km µε την ταχύτητα αυτή;
γ) Ένα λίτρο βενζίνης όταν καεί αποδίδει 3⋅107 Joule και ο κινητήρας του αυτοκινήτου έχει απόδοση 30%. Πόση απόσταση διανύει το αυτοκίνητο κινούµενο µε 108km/h όταν καταναλώσει 1L βενζίνης;
ΑΣΚΗΣΗ 16
Ποσότητα ιδανικού αερίου βρίσκεται σε δοχείο όγκου V1=4L. Το αέριο εκτονώνεται µε σταθερή πίεση P=105N/m2, µέχρι ο όγκος του να διπλασιαστεί.
α) Πόσο είναι το µηχανικό έργο W που παράγεται κατά τη διάρκεια της µεταβολής;
β) Αν η θερµότητα Q που προσφέρεται στο αέριο είναι Q=7500j τότε να υπολογιστεί η µεταβολή της εσωτερικής του ενέργειας
ΑΣΚΗΣΗ 17
Ένα κυλινδρικό δοχείο, έχει τον άξονά του κατακόρυφο και στο πάνω του µέρος κλείνεται µε κινητό έµβολο βάρους Β=4Ν και εµβαδού S=0,5⋅10-3m2. Τότε το ιδανικό αέριο µέσα στο δοχείο καταλαµβάνει όγκο V=1,5L. Θερµαίνουµε το αέριο µέχρι η θερµοκρασία του να αυξηθεί από τους θ1=27°C στους θ1=47°C.
α) Να υπολογιστεί ο νέος όγκος του αερίου µετά τη θέρµανση αν θεωρήσουµε ότι η πίεση είναι σταθερή
β) Να υπολογιστεί το µηχανικό έργο W κατά τη διάρκεια της µεταβολής.
∆ίνεται Pατµ=105N/m2.
ΑΣΚΗΣΗ 18
Σε µια µεταβολή στην οποία η πίεση του αερίου διατηρείται σταθερή (ισοβαρής µεταβολή) ισχύει W=P⋅∆V. Όµως από την καταστατική εξίσωση είναι P⋅V=n⋅R⋅T, άρα και P⋅∆V=n⋅R⋅∆T. Αν έχουµε ποσότητα ιδανικού αερίου n=1/R mol και το θερµάνουµε από θερµοκρασία Τ1=200Κ σε θερµοκρασία Τ2=350Κ, πόσο είναι το έργο W που παράγεται από το αέριο;
ΑΣΚΗΣΗ 19
Μια ποσότητα ιδανικού αερίου συµπιέζεται µε σταθερή πίεση P=2⋅105N/m2 από όγκο VA σε VA/2 µε VA=4⋅10-3m3. Τότε:
α) Πόσο είναι το µηχανικό έργο που προσφέρεται στο αέριο;
β) Αν το αέριο καθώς συµπιέζεται και ψύχεται µεταβάλει την εσωτερική του ενέργεια κατά ∆U= -600 j, τότε πόση είναι η θερµότητα που φεύγει από το αέριο στο περιβάλλον;
ΑΣΚΗΣΗ 20
Σε µια µεταβολή ορισµένης ποσότητας ιδανικού αερίου η θερµοκρασία του T, παραµένει σταθερή ενώ προσφέρουµε σε αυτό µηχανικό έργο 420j.Τότε:
α) ∆U=;
β) Q=;
ΑΣΚΗΣΗ 21
Σε µια µεταβολή ορισµένης ποσότητας ιδανικού αερίου δεν ανταλλάσσεται θερµότητα µεταξύ του αερίου και του περιβάλλοντός του. Τότε για µεταβολή της εσωτερικής του ενέργειας κατά ∆U=100j, έχουµε συµπίεση ή εκτόνωση του αερίου;
ΑΣΚΗΣΗ 22
Σε µια µεταβολή ορισµένης ποσότητας ιδανικού αερίου n=2/R µε σταθερή πίεση, από θερµοκρασία Τ1=300Κ σε Τ2 παράγεται µηχανικό έργο W=500j. Να υπολογιστεί η τελική θερµοκρασία T2 του αερίου.
ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΣΧΟΛΙΚΟΥ ΒΙΒΛΙΟΥ
ΑΣΚΗΣΗ 1
Ιδανικό αέριο απορροφά θερμότητα 80J ενώ ταυτόχρονα παράγει έργο 30J. Να υπολογίσετε τη μεταβολή της εσωτερικής ενέργειας του αερίου.
ΑΣΚΗΣΗ 2
Πόση θερμότητα ανταλλάσσεται μεταξύ αερίου - περιβάλλοντος σε μια διαδικασία κατά την οποία το παραγόμενο έργο είναι 50J και η μεταβολή της εσωτερικής ενέργειας του αερίου είναι 30J;
ΑΣΚΗΣΗ 3
Κατά τη συμπίεση ενός αερίου, η εσωτερική του ενέργεια διατηρείται σταθερή, ενώ στο αέριο μεταβιβάζεται ενέργεια μέσω έργου 50J.Πόση θερμότητα ανταλλάσσεται μεταξύ αερίου και περιβάλλοντος;
ΑΣΚΗΣΗ 4
Κατά τη θέρμανση αερίου μέσα σε δοχείο με έμβολο, μεταβιβάζεται στο αέριο θερμότητα 400J.Η εσωτερική ενέργεια του αερίου μεταβάλλεται κατά 250J. To αέριο ασκεί στο έμβολο σταθερή δύναμη 1.500Ν, όπως φαίνεται στην εικόνα.
Πόσο θα μετακινηθεί το έμβολο;
ΑΣΚΗΣΗ 5
Ένα σώμα μάζας 0,8kg αφήνεται από ύψος 3m, πέφτει σε άμμο και ακινητοποιείται.Πόσο αυξάνεται η εσωτερική ενέργεια του συστήματος;Δίνεται g=10m/s2 και ότι στο σώμα κατά την πτώση του επενεργεί μόνο το βάρος του.
ΑΣΚΗΣΗ 6
Έστω ότι θέλετε να μειώσετε το βάρος σας και κάποιος σας προτείνει να μειώσετε κατά 10% το ποσοστό θερμίδων στο καθημερινό σας διαιτολόγιο, διατηρώντας την ίδια καθημερινή σας δραστηριότητα. Λάβετε υπόψη ότι η καύση 1g λίπους αποδίδει 9,5kcal. Ας υποθέσουμε ότι με ένα κανονικό διαιτολόγιο 3.500kcal την ημέρα, το βάρος σας παραμένει σταθερό.Σε πόσο χρόνο θα χάσετε 2kg;
ΑΣΚΗΣΗ 7
Ένα αυτοκίνητο έχει μάζα 1.000 kg και κινείται σε οριζόντιο δρόμο με σταθερή ταχύτητα 108km/h. Η συνολική δύναμη που αντιστέκεται στην κίνηση του αυτοκινήτου είναι 450Ν.
α) Πόση είναι η κινητική ενέργεια του αυτοκινήτου;
β) Πόση ενέργεια απαιτείται για να διανύσει το αυτοκίνητο 1km με την ταχύτητα αυτή;
γ) Ένα λίτρο βενζίνης όταν καεί αποδίδει 3–107 Joule και ο κινητήρας του αυτοκινήτου έχει απόδοση 30%. Πόση απόσταση διανύει το αυτοκίνητο κινούμενο με 108km/h όταν καταναλώσει 1L βενζίνης;
