Δύο αέρια και δυο μεταβολές τους.

 Ένα αέριο Χ, εκτελεί τις αντιστρεπτές μεταβολές ΑΒ και ΒΓ, όπου κατά τη διάρκεια της ΒΓ, το αέριο δεν ανταλλάσσει θερμότητα με το περιβάλλον. Εξάλλου αν το αέριο Χ αντικατασταθεί με άλλο αέριο Υ, οι αντίστοιχες μεταβολές θα ήταν ΑΒ και ΒΔ. Δίνεται ότι το αέριο Χ κατά τη διάρκεια της μεταβολής ΑΒ απορροφά θερμότητα Q1, παράγοντας έργο W1.  …

Συνέχεια του άρθρου ‘Δύο αέρια και δυο μεταβολές τους.’ »

Μια δυσκολότερη συνέχεια…..

Ας επιστρέψουμε στη μεταβολή ΑΒ, της προηγούμενης ανάρτησης «Επιλογή μεταβολήςκαι θερμοκρασία.»  την οποία πραγματοποιεί ένα αέριο μίγμα Ηλίου και Υδρογόνου. Η αρχική πίεση είναι  pΑ=3∙105Ν/m2 και ο όγκος VΑ=2L ενώ το αέριο απορροφά  θερμότητα Q= 5.400 J και παράγοντας έργο W= 1.800 J, έρχεται στην κατάσταση Β με πίεση pΒ=4∙105Ν/m2 και όγκο VΒ=6L. Αν δίνονται οι γραμμομοριακές θερμότητες υπό σταθερό όγκο για τα …

Συνέχεια του άρθρου ‘Μια δυσκολότερη συνέχεια…..’ »

Επιλογή μεταβολής και θερμοκρασία.

Μια ορισμένη ποσότητα αερίου, βρίσκεται στην κατάσταση Α με πίεση pΑ=3∙105Ν/m2 και VΑ=2L και απορροφώντας θερμότητα Q1= 5.400 J έρχεται αντιστρεπτά στην κατάσταση Β, με πίεση pΒ=4∙105Ν/m2 και όγκο 6L. Στη διάρκεια της  μεταβολής ΑΒ το αέριο παράγει έργο W1= 1.800 J. Στη συνέχεια αποβάλλοντας θερμότητα  3.600 J φτάνει αντιστρεπτά και ισόχωρα στην κατάσταση Γ, από όπου επιστρέφει στην …

Συνέχεια του άρθρου ‘Επιλογή μεταβολής και θερμοκρασία.’ »

Εκτονώνοντας ένα αέριο.

Από το ταβάνι κρέμεται ένας σωλήνας κυλινδρικού σχήματος, διατομής Α=10cm2, με αδιαβατικά τοιχώματα, στον οποίο περιέχεται ένα μονοατομικό ιδανικό αέριο, θερμοκρασίας 27°C. Ο σωλήνας κλείνεται στο κάτω μέρος του με αδιαβατικό έμβολο, αμελητέου βάρους, το οποίο μπορεί να κινείται χωρίς τριβές. Το έμβολο απέχει από το πάνω μέρος του σωλήνα κατά h=50cm. Σε μια στιγμή κρεμάμε, μέσω νήματος, από το …

Συνέχεια του άρθρου ‘Εκτονώνοντας ένα αέριο.’ »

Έργα κατά τις μεταβολές αερίου.

Ένα αέριο εκτελεί την κυκλική μεταβολή του σχήματος για την οποία δίνονται: pΑ=pΒ=10∙105Ν/m2, VΑ=2L και Τ1=300Κ, VΒ=5L και VΓ=10L. i)   Να υπολογιστεί η απόλυτη θερμοκρασία στην κατάσταση Β και η πίεση του αερίου στην κατάσταση Γ. ii)  Να υπολογισθεί το έργο που παράγει το αέριο σε κάθε μεταβολή. iii) Να υπολογιστεί η θερμότητα που ανταλλάσσει στο αέριο με το περιβάλλον κατά …

Συνέχεια του άρθρου ‘Έργα κατά τις μεταβολές αερίου.’ »

Ενέργειες και έργα τριβής.

Μια σανίδα μάζας Μ=4kg και μήκους ℓ=2m ηρεμεί σε λείο οριζόντιο επίπεδο. Σε μια στιγμή εκτοξεύουμε πάνω της, από το ένα της άκρο, ένα σώμα Σ μάζας m=1kg με αρχική ταχύτητα υ0=5m/s. Ο συντελεστής τριβής ολίσθησης μεταξύ του σώματος Σ και της σανίδας είναι μ=0,8 και g=10m/s2. i)  Να υπολογιστεί η ταχύτητα της σανίδας τη στιγμή που θα πάψει να …

Συνέχεια του άρθρου ‘Ενέργειες και έργα τριβής.’ »

Μια άσκηση – ένα test. Θερμικές μηχανές.

Το αέριο μιας θερμικής μηχανής διαγράφει τον κύκλο του διπλανού σχήματος, όπου η ΓΑ είναι αδιαβατική. Δίνεται για την κατάσταση Α pΑ=8∙105Ν/m2 VΑ=4L, ενώ WΑΒ=9.600J. Όλες οι μεταβολές θεωρούνται αντιστρεπτές ενώ για το αέριο γ=3/2. i)   Να βρείτε τον όγκο στην κατάσταση Β. ii)  Να υπολογίσετε την θερμότητα που απορροφά το αέριο στην μεταβολή ΑΒ. iii) Να βρείτε την …

Συνέχεια του άρθρου ‘Μια άσκηση – ένα test. Θερμικές μηχανές.’ »

Η βενζίνη κοστίζει ακριβά…

Δυο ευρεσιτέχνες σχεδίασαν και κατασκεύασαν δύο καθόλα όμοια νέα μοντέλα αυτοκινήτων, με μόνη μεταξύ τους διαφορά ότι το πρώτο εκτελούσε τον κύκλο (1) και το δεύτερο τον κύκλο (2) του παραπάνω σχήματος. Το πρώτο αυτοκίνητο για να πάει από την Αθήνα στη Θεσσαλονίκη, δουλεύοντας η μηχανή του στις 2.200 στροφές /λεπτό (περίπου και κατά μέσον όρο), καταναλώνει 57L βενζίνης, …

Συνέχεια του άρθρου ‘Η βενζίνη κοστίζει ακριβά…’ »

Να χρησιμοποιήσουμε μια αντλία θερμότητας;

Πρόκειται να διατηρήσουμε σταθερή τη θερμοκρασία ενός δωματίου σε θερμοκρασία 24°C, όταν έξω η ατμόσφαιρα έχει θερμοκρασία -3°C.  Για να το εξασφαλίσουμε μας προτείνονται δυο λύσεις. Η πρώτη, να χρησιμοποιήσουμε μια ηλεκτρική θερμάστρα, η οποία έχει ισχύ 440W, η οποία πρέπει να είναι συνεχώς αναμμένη. Η δεύτερη λύση, είναι να χρησιμοποιήσουμε μια μηχανή, που χρησιμοποιεί ένα αέριο το οποίο διαγράφει …

Συνέχεια του άρθρου ‘Να χρησιμοποιήσουμε μια αντλία θερμότητας;’ »

Μια περίεργη; θερμική μηχανή.

Το αέριο μιας θερμικής μηχανής διαγράφει τον αντιστρεπτό κύκλο του σχήματος, ο οποίος αποτελείται από δυο κλάδους (α) και (β), εκ των οποίων η μια είναι αδιαβατική. Χαρακτηρίστε τις παρακάτω προτάσεις ως σωστές ή λανθασμένες. i) Κατά τη διάρκεια της μεταβολής (β) το αέριο δεν ανταλλάσσει θερμότητα με το περιβάλλον του. ii) Κατά τη διάρκεια της μεταβολής (α) το αέριο …

Συνέχεια του άρθρου ‘Μια περίεργη; θερμική μηχανή.’ »

Ποιότητα θερμότητας.

Πρόκειται να επεξεργαστούμε, με χρήση μιας θερμικής μηχανής,  ένα ποσό θερμότητας Q=1000J για να παράγουμε μηχανικό έργο. Σαν δεξαμενή χαμηλής θερμοκρασίας θα χρησιμοποιήσουμε την ατμόσφαιρα όπου η θερμοκρασία είναι θ=27°C. Να υπολογίσετε το μέγιστο έργο που μπορούμε να πάρουμε, αν η θερμότητα αυτή μεταφέρεται στη μηχανή υπό θερμοκρασία: α) 17°C,   β) 127°C,  γ) 227°C και δ) 327°C. Να σχολιάσετε τα αποτελέσματα. …

Συνέχεια του άρθρου ‘Ποιότητα θερμότητας.’ »

Μεταβολές αερίων. Ένα ακόμη test 2012-13

Ένα αέριο βρίσκεται σε  δοχείο, σε κατάσταση Α με όγκο 8L και πίεση 1·105Ν/m2. Από την κατάσταση αυτή μπορεί να έρθει αντιστρεπτά σε όγκο 1L, με τρεις τρόπους: Α) μεταβολή ΑΒ ισοβαρώς,   Β) ΑΓ ισόθερμα         Γ) ΑΔ αδιαβατικά. i) Να παραστήσετε στο ίδιο διάγραμμα p-V τις τρεις παραπάνω μεταβολές. ii) Πότε απαιτείται να προσφέρουμε περισσότερη ενέργεια μέσω έργου κατά την …

Συνέχεια του άρθρου ‘Μεταβολές αερίων. Ένα ακόμη test 2012-13’ »