Φυσική κατ Β Θέματα Ιουνίου 08

ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΜΑΙΟΥ-ΙΟΥΝΙΟΥ 2008
ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ


ΘΕΜΑ 1ο (Στις ερωτήσεις 1,2,3 γράψτε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα της σωστής απάντησης)

1. Τα μεγέθη Q , ΔU και W έχουν και τα τρία αρνητική τιμή :
Α) στην αδιαβατική συμπίεση
Β) στην ισοβαρή συμπίεση
Γ) στην ισόχωρη ψύξη
Δ) στην ισόθερμη συμπίεση (Μονάδες 5 )

2. Σε θερμική μηχανή , που λειτουργεί διαγράφοντας τον κύκλο Carnot η θερμοκρασία Tc της ψυχρής δεξαμενής παραμένει σταθερή. Αν αυξηθεί η θερμοκρασία Th της θερμής δεξαμενής , τότε ο συντελεστής απόδοσης της θερμικής μηχανής :
α) αυξάνεται
β) μειώνεται
γ) παραμένει σταθερός (Μονάδες 5 )

3.Φορτισμένο σωματίδιο αμελητέου βάρους εκτοξεύεται με ταχύτητα παράλληλα προς τις δυναμικές γραμμές ομογενούς μαγνητικού πεδίου. Η κίνησή του εντός του πεδίου είναι:
α. ευθύγραμμη ομαλή,
β. ελικοειδής,
γ. ευθύγραμμη ομαλά επιταχυνόμενη,
δ. ομαλή κυκλική (Μονάδες 5 )

4. Να χαρακτηρίσετε ως σωστές η λανθασμένες τις παρακάτω προτάσεις:
α. Η δύναμη του μαγνητικού πεδίου δε μπορεί να μεταβάλλει την κινητική ενέργεια ενός φορτισμένου σωματιδίου.
β. ¨Ένα ακίνητο πρωτόνιο τίθεται σε κίνηση μέσα σε ένα ηλεκτρικό πεδίο.
γ. Σε μία ισόχωρη ψύξη είναι Q <>

δ. Στην αδιαβατική εκτόνωση το έργο που παράγει το αέριο είναι ίσο με την μεταβολή της εσωτερικής του ενέργειας.

ε. Όταν σωματίδιο εισέρχεται με ταχύτητα κάθετη στις δυναμικές γραμμές ομογενούς μαγνητικού πεδίου το διάνυσμα της ορμής του θα είναι σταθερό. (Μονάδες 10)

ΘΕΜΑ 2ο

1. α)Να σχεδιάσετε σε άξονες P-V τον κύκλο Carnot.

β)Σε ποια μεταβολή του κύκλου το αέριο απορροφά θερμότητα και σε ποια αποδίδει θερμότητα ; ( Μονάδες4-4)

2. Στο διπλανό διάγραμμα P-V παριστάνονται αντιστρεπτές μεταβολές ορισμένης ποσότητας ιδανικού αερίου α)Να χαρακτηρίσετε τις μεταβολές ΑΒ και ΒΓ που υφίσταται το αέριο αν Τ1 < Τ2 β)Nα παραστήσετε ποιοτικά τις μεταβολές σε διάγραμμα P –T. (Μονάδες 3-6)

3. Δυό ηλεκτρόνια διαγράφουν κυκλικές τροχιές στο ίδιο ομογενές μαγνητικό πεδίο, με ταχύτητες που έχουν μέτρα u1 και u2, όπου u1>u2 . Για τις συχνότητες περιστροφής των δύο ηλεκτρονίων ισχύει :
α. f1 = f2 β. f1 > f2 γ. f1 <>

Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας (Μονάδες 5)

ΘΕΜΑ 3ο

Δύο παράλληλοι μεταλλικοί αγωγοί Αx και Γy με αμελητέα αντίσταση βρίσκονται στο ίδιο οριζόντιο επίπεδο και απέχουν μεταξύ τους απόσταση L = 1m. Ευθύγραμμος μεταλλικός αγωγός ΚΛ μάζας m και αντίστασης R=1Ω βρίσκεται σε συνεχή επαφή με τους αγωγούς Αx και Γy και μπορεί να ολισθαίνει, χωρίς τριβές, παραμένοντας κάθετος σε αυτούς . Τα άκρα Α και Γ των μεταλλικών αγωγών συνδέονται με αντιστάτη αντίστασης R1=2Ω. Η όλη διάταξη βρίσκεται μέσα σε ομογενές μαγνητικό πεδίο έντασης μέτρου B=1T, του οποίου οι δυναμικές γραμμές είναι κάθετες στο επίπεδο που ορίζουν οι αγωγοί. Στον ευθύγραμμο αγωγό ΚΛ, που είναι αρχικά ακίνητος, ασκείται σταθερή εξωτερική δύναμη μέτρου F=3N με κατεύθυνση παράλληλη στους αγωγούς Ax και Γy, όπως φαίνεται στο σχήμα, με αποτέλεσμα η ράβδος να αρχίζει να κινείται.

Να υπολογίσετε:

α. τη μέγιστη ταχύτητα ( οριακή, υορ ) που θα αποκτήσει ο αγωγός ΚΛ

β. την τάση στα άκρα του αγωγού ΚΛ τη χρονική στιγμή που το μέτρο της ταχύτητας του αγωγού είναι υ=3m/s

γ. το ρυθμό μεταβολής της κινητικής ενέργειας της ράβδου ΚΛ τη χρονική στιγμή που το μέτρο της ταχύτητας της ράβδου είναι υ=4,5m/s. (Μονάδες 8-8-9)

ΘΕΜΑ 4ο

Mια ποσότητα ιδανικού αερίου ξεκινάει από μια κατάσταση Α με pA=2×105 N/m2 VA=2 m3 και ΤΑ= 400 Κ και εκτελεί τις την εξής μεταβολή : ΑΒ: Iσόχωρη θέρμανση μέχρι την πίεση pΒ= 4×105 Ν/m2 . ΒΓ: Ισοβαρής εκτόνωση μέχρι το διπλασιασμό του όγκου του αερίου. ΓΔ: Ισόχωρη ψύξη μέχρι την αρχική πίεση pA . ΔΑ: Iσοβαρής συμπίεση μέχρι την αρχική κατάσταση. α. Να βρείτε το έργο σε κάθε μια από τις μεταβολές β. Να βρείτε την μεταβολή της εσωτερικής ενέργειας σε κάθε μια από τις μεταβολές γ. Να υπολογίσετε τον συντελεστή απόδοσης μιας μηχανής που λειτουργεί σύμφωνα με τον προηγούμενο κύκλο , καθώς και μιας μηχανής Carnot που λειτουργεί ανάμεσα στις ίδιες ακραίες θερμοκρασίες (μέγιστη –ελάχιστη θερμοκρασία του κύκλου).

Δίνονται CV=3R/2 (με την R σε J/mol K ) ln 2=0,7 (Μονάδες 8-8-9)