by 
Δημοσιεύτηκε από τον/την Διονύσης Μάργαρης στις 20 Φεβρουάριος 2012 και ώρα 22:00
Ένα αέριο βρίσκεται σε δοχείο, το οποίο κλείνεται με έμβολο, εμβαδού S=100cm2 πάνω στο οποίο έχουμε τοποθετήσει ένα βαράκι. Το έμβολο μαζί με το βαράκι έχουν μάζα 2kg, και ισορροπούν, κατάσταση (α). Τα πλευρικά τοιχώματα, καθώς και το έμβολο είναι από θερμομονωτικό υλικό. Σε μια στιγμή τοποθετούμε, κάτω από το δοχείο ένα μικρό κερί, θερμαίνοντας αργά το αέριο. Παρατηρούμε ότι το έμβολο αρχίζει να κινείται πολύ αργά προς τα πάνω, πράγμα που σημαίνει ότι μπορούμε να θεωρήσουμε ότι η κίνησή του γίνεται με σταθερή ταχύτητα. Μέσω αυτής της διαδικασίας, το έμβολο ανέρχεται κατά x=20cm και το αέριο έρχεται στην κατάσταση (β). Θεωρείστε ότι η κίνηση του εμβόλου γίνεται χωρίς τριβές, η ατμοσφαιρική πίεση είναι pατ=105Ν/m2, ενώ g=10m/s2.
i) Να βρεθεί η πίεση του αερίου.
ii) Στη διάρκεια της θέρμανσης η πίεση του αερίου αυξάνεται ή όχι; Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.
iii) Να υπολογίσετε το έργο που παράγει το αέριο. Η παραγωγή έργου σημαίνει μεταφορά ενέργειας. Στην περίπτωσή μας, πού μεταφέρεται η ενέργεια αυτή;
iv) Υπολογίστε την ενέργεια που μεταφέρθηκε από το αέριο στην ατμόσφαιρα.
v) Αν στη διάρκεια της παραπάνω μεταβολής ……
H συνέχεια στοBlogspot.
Έτσι που το πας θα “φυσάνε” του χρόνου στη Θερμοδυναμική.
Καλό αυτό με το έργο που προσφέρθηκε στην ατμόσφαιρα.
Στην αρχή μπερδεύτηκα.
Μακάρι, όταν κάνουν Θερμοδυναμική του χρόνου, να θυμούνται κάτι από τη φετινή χρονιά…
Πολύ καλή άσκηση Διονύση.
Αναδεικνύει όλη την αξία της διατήρησης της ενέργειας. (Πολύ καλό το ερώτημα 4).
Πολύ μου αρέσει αυτό το “ανακάτωμα” θερμοδυναμικής και μηχανικής … (εσωτερική διαθεματικότητα, μια και … τώρα με τα project …).
Είσαι τυχερός Διονύση αν τα παιδιά στην Α δεν βαρυγκωμούν!
!
Πολύ ωραίο θέμα και για εξετάσεις Α’. Θα το χρησιμοποιησω.
Μπορείς Δημήτρη να το πεις και έτσι. Πράγματι φέτος δεν διδάσκω στη Β΄Λυκείου. Αλλά η διδασκαλία της νέας ύλης, μας δίνει την ευκαιρία, να διδάξουμε “ανακατεμένα” που λέει και ο Διονύσης, τη μηχανική και τη θερμοδυναμική. Είναι νομίζω μια ευκαιρία, να διδάξουμε ουσιαστικά τη διατήρηση της ενέργειας.
Είναι άλλο πράγμα, να λέμε ότι ο 1ος θερμοδυναμικός νόμος είναι μια γενικότερη διατύπωση της διατήρησης της ενέργειας, διδάσκοντας Θερμοδυναμική στη Β και άλλο αυτό πραγματικά να γίνεται κατανοητό από τους μαθητές μας…
Νομίζω ότι είναι θετική εξέλιξη, που το αντίστοιχο κεφάλαιο εντάσσεται στην διδασκαλία, στην Α΄Τάξη, μετά τη διδασκαλία του έργου και της μηχανικής ενέργειας.
Εντάξει “χάσαμε” την ορμή και την κυκλική, μειώσαμε και τον μαθηματικό φορμαλισμό σε όλη τη διδασκαλία μας, ας εκμεταλλευτούμε τουλάχιστον τη δυνατότητα να περάσουμε κάποιες έννοιες δένοντας μεταξύ τους, πράγματα, που στο μυαλό των μαθητών μας συνήθως μένουν “ξένα”.