سفارش تبلیغ
صبا ویژن
چیزی برای ابلیس کمر شکن تر از این نیست که دانشمندی در قبیله ای ظهور کند . [پیامبر خدا صلی الله علیه و آله]

سلام به همه عزیزان

 
 
جواب تمرین های فیزیک فصل سوم(جمعه 87 اسفند 16 ساعت 10:58 عصر )


  پاسخ دهید وتمرین های پایانی فصل 3 :

1 – با یک پارچه خشک ،صفحه تلویزیون را تمیز کنید. چرا پرزهای پارچه به صفحه ی تلویزیون می چسبند؟
صفحه ی تلویزیون از جنس شیشه است و وقتی آن را به وسیله پارچه پشمی مالش می دهیم.، صفحه ی شیشه ای بار مثبت و پارچه به همراه پرزهای آن بار منفی پیدا می کنند و چون بر هم کنش بارهای غیرهم نام ربایشی است پرزها به شیشه می چسبند.
 


2 – در تاریکی لباس خود را درآورید، چرا جرقه می زند؟
زیرا در لباس ها الکتریسته ساکن ایجاد می گردد و در تاریکی به هنگام بیرون آوردن لباس ها تخلیه ی الکتریکی انجام می شود و ما جرقه مشاهده می کنیم.
 


3 – چرا آزمایش های الکتریسیته ساکن در روزهای سرد و خشک نتیجه ی بهتری می دهد؟
زیرا رطوبت هوا رسانای جریان الکتریکی است و باعث تخلیه ی الکتریکی اجسامی می شود که در آنها الکتریسیته ساکن ایجاد شده است.



4 – جمله های زیر را کامل کنید:
1 – وقتی دو جسم به یکدیگر مالش داده می شود ، بین آنها الکترون مبادله می شود.
2 – با جابه جا شدن الکترون های آزاد، بار الکتریکی درون جسم رسانا شارش می کند.
3 – در یک جسم نارسانا بار الکتریکی در محل ایجاد شده باقی می ماند .
4 – نیرویی که بارهای الکتریکی هم نوع بر یکدیگر وارد می کنند رانشی و نیرویی که بارهای الکتریکی غیر هم نوع بر یکدیگر وارد می کنند ربایشی است.
5 – چرا در بعضی از مواد مانند پلاستیک یانایلون بهتر از سایر مواد می تان بار الکتریکی تولید کرد؟
زیرا این مواد نارسانا هستند و وقتی بارالکتریکی ساکن در آنها ایجاد شده، بار الکتریکی در آنها نمی تواند جابه جا شود.
 


6 – توضیح دهید با الکتروسکوپ چگونه می توان تعیین کرد که :
الف – جسمی باردار است؟
ب – جسم چه نوع باری دارد؟
پ – جسمی رساناست یا نارسانا است؟
 


2- آیا با الکتروسکوپ می توان بار دو کره ی هم اندازه ، رسانا و باردار را با یکدیگر مقایسه کرد؟
الف – هرگاه جسمی را که دارای الکتریکی است به کلاهک الکتروسکوپ باردار نزدیک کنیم. بدلیل القای الکتریکی زاویه ی دو ورق طلا تغییر می کند و اگر جسم دارای بارالکتریکی نباشد تغییری در فاصله ای بین ورقه های طلا ایجاد نمی شود.


ب: اگر الکتروسکوپ دارای بار الکتریکی باشد، وقتی میله ای با بار الکتریکی غیر هم نام به کلاهک الکتروسکوپ نزدیک کنیم، زاویه ی دو ورق طلا کم می شود و اگر میله ای با بارالکتریکی هم نام به کلاهک الکتروسکوپ نزدیک کنیم، زاویه ی دو ورق طلا زیاد می شود.


پ : برای اینکه یقین کنیم جسم رسانا است یا نارسانا، هر گاه آن را به کلاهک باردار تماس دهیم، اگر جسم رسانا باشد، قسمتی از بارهای الکتریکی الکتروسکوپ به جسم منتقل شده و فاصله ، دو ورق طلا از هم کم می شود و اگر جسم نارسانا باشد، بار الکتریکی به جسم منتقل نشده و فاصله ی ورقه ها از هم تغییر نمی کند.
 

2 – پاسخ مثبت است، زیرا وقتی بارالکتریکی از کوه ها بیشتر از کره ی دوم باشد، با نزدیک کردن آن به کلاهک الکتروسکوپ زاویه ی دو ورق طلا بیشتر تغییر می کند، زیرا بار الکتریکی بیشتری القا می شود.

 

7 – چرا زیر تانکرهای مخصوص حمل سوخت، زنجیر آویزان می کنند؟
حرکت کامیون حامل تانکر سوخت در هوای خشک باعث می شود تا در آن الکتریسته ی ساکن ایجاد گردد. برای تخلیه الکتریسیته ساکن ایجاد شده در تانکر از غیررسانا و زیر تانکر استفاده می شود که دائماً الکتریسته ساکن را به زمین منتقل می کند.
 


8 – آیا می توانید با توجه به آنچه که در مورد مقاومت الکتریکی رسانا فرا گرفته اید توضیح دهید که چگونه شارش بارالکتریکی در یک رسانا باعث افزایش دمای رسانا می شود؟
جریان الکتریکی در یک رسانا در واقع حرکت الکترون ها در رسانا می باشد که به هنگام عبور از رسانا در برخورد بار اتم های رسانا انرژی جنبشی و سرعت آن ها کاهش یافته و تبدیل به انرژی درونی می گردد و دمای رسانا را بالا می برد و اثر گرمایی مقاومت الکتریکی رسانا ظاهر می گردد.
 



  تمرین های پایانی فصل 3 :

1 – میله ی نارسانایی با بار منفی و کره ای رسانا و بدون بار روی پایه ی نارسانا در اختیار دارید. توضیح دهید چگونه می توان کره را :
الف: دارای بار مثبت کرد ؟

ب : دارای بار منفی کرد؟
الف - ابتدا میله ی نارسانا با بار منفی را به کره ی رسانا که بدون بار است نزدیک می کنیم. در اثر القای الکتریکی بارهای مثبت در مجاورت میله و بارهای منفی در دورترین نقطه جمع می شوند. هرگاه برای یک لحظه کره ی رسانا را به زمین وصل می کنیم، بارهای منفی آن به زمین منتقل می شوند. سپس با دور کردن میله، کره ی رسانا دارای بار الکتریکی ساکن مثبت می گردد.
ب - برای اینکه کره ی رسانا دارای بارالکتریکی منفی گردد، کافی است میله ی نارسانا با بار منفی را با آن تماس دهیم تا قسمتی از بارهای الکتریکی منفی میله به کره منتقل شود. در این صورت کره ی رسانا دارای بارالکتریکی منفی می گردد.
 


2 – در کدامیک از وسیله های منزل لازم است بار الکتریکی ایجاد شده را کاهش دهیم و یا کنترل کنیم؟
همه وسایلی که با برق کار می کنند، ممکن است در اثر القای الکتریکی بدنه ی آنها دارای الکتریسیته ساکن گردد. برای کنترل الکتریسیته ساکن ایجاد شده در این وسایل بدنه ی آن ها را به زمین متصل می کنند، مانند کولر، ماشین لباسشویی ، یخچال و ...
 


3 – مقاومت لامپی 200 اهم و جریان 2/0 آمپر از آن می گذرد.
الف – بار الکتریکی که در مدت 5/2 دقیقه از لامپ می گذرد چند کولن است؟


الف)
 


ب – اختلاف پتانسیل دو سر لامپ چند ولت است ؟
 

ب)
 

4- روی لامپی دو عدد 100 ولت و 220 ولت نوشته شده است. اختلاف پتانسیل 220 ولت را به لامپ وصل می کنیم.
الف) مقاومت لامپ را محاسبه کنید.


الف)
 

ب) چه جریانی از آن می گذرد؟
 

ب)
 


پ) در مدت یک دقیقه چند ژول انرژی الکتریکی توسط لامپ مصرف می شود؟


پ)
 

 

5- اگر در شهر شما هر خانه یک لامپ 100 وات اضافی را به مدت 3 ساعت در شب روشن کند، در طول یک ماه چند کیلووات ساعت انرژی اضافی مصرف می شود؟ بهای آن چند ریال می شود؟




 

هر لامپ در یک ماه 9 کیلو وات ساعت انرژی الکتریکی مصرف می کند و اگر در منطقه مورد نظر 10000 خانواده زندگی می کند، جمعاً 90000 کیلو وات ساعت انرژی الکتریکی در ماه مصرف می شود که به بهای آن به صورت زیر است:


90000×100=9×106 بهای برق مصرفی اضافه برای شهریه ریال
 

6 – در رابطه های 2 P=V2/R , P = VI , P = RI
الف – نمادهای P.R.V و I هر کدام نماینده ی چه کمیتی هستند و یکای آنها چیست؟
الف) V اختلاف پتانسیل دو سر رسانا بر حسب ولت
R مقاومت رسانا بر حسب اهم
P توان مصرفی بر حسب وات
I شدت جریان عبوری از رسانا بر حسب آمپر
 


ب) کاربرد هر یک از رابطه ها را شرح دهید:
برای بدست آوردن توان مصرفی هرگاه اختلاف پتانسیل و مقاومتمدار را داشته باشیم ، از رابطه (P=V2/R) توان را محاسبه می کنیم و هر گاه اختلاف پتانسیل دو سر رسانا را نداشته باشیم، از رابطه( 2  P = RI) توان مصرفی را محاسبه می کنیم.
 


7 – روی یک آسیاب برقی دو عدد 800W و 220V نوشته شده است. این آسیاب برقی را به اختلاف پتانسیل 220V وصل می کنیم حساب کنید :
1 – جریانی که ازآن می گذرد.



 

انرژی الکتریکی مصرفی ماهانه این دستگاه، در صورتی که هفته ای یک بار و هر بار به مدت 20 دقیقه مورد استفاده قرار گیرد.



 

انرژی مصرفی دستگاه در 20 دقیقه برابر30/8 کیلو وات ساعت است. اگر دستگاه هفته ای دو بار کار کند جمعاً در ماه 8 بار کار می کند. پس انرژی مصرفی دستگاه در یک ماه برابر است با :
 

W = 8/30 ×8 = 64/30 KWh
 

8 – اختلاف پتانسیل دو سر باتری اتومبیل های سواری برابر 12 ولت است. اگر 8 باتری قلمی 5/1 ولتی به طور متوالی به یکدیگر وصل کنیم. اختلاف پتانسیل دو سر مجموعه ی آنها نیز برابر 12 ولت می شود؟
بگوئید که چرا در خودروها به جای باتری خودرو از 8 باتری قلمی استفاده نمی شود؟
باتری اتومبیل از نوع تر با انبارهای سربی است و مقدار انرژی الکتریکی ذخیره شده در ان بسیار بیشتر از انرژی الکتریکی می باشد که در 8 باتری قلمی ذخیره شده است.
 


  تمرین های تکمیلی و پرسشهای چهار گزینه ای فصل 3

1 – آیا بار الکتریکی یک کره ی فلزی توپر بیشتر از یک کره تو خالی هم قطر آن است؟ بار در هر حالت در کجاها جمع می شود؟
درهردوحالت بار بر روی سطح آن ها جمع می شود. چون هر دو ی آنها مقدار بار یکسانی را نگهداری خواهند کرد.
 


2 – آیا شاره ها (مایع ها و گازها) همه در اثر مالش باردار می شوند؟ در این مورد مثالی بزنید:
مایع ها و گازها نیز در اثر مالش دارای بارالکتریکی می گویند. به طور مثال تکان و حرکت بنزین در روغن در تانک ها در هنگام حمل و نقل بار الکتریکی بوجود می آورد. باید توجه داشت در مایع ها و گازهای رسانا تجمع بارالکتریکی در یک نقطه امکان پذیر است. به طور مثال بار الکتریکی ایجاد شده در هوا از طریق رطوبت هوا تخلیه می گردد.

 


3 – روی جسمی مقداری بار مثبت توزیع شده است. برای آنکه جسم دارای بار منفی شود، چه باید کرد؟ توضیح دهید.
ابتدا به اندازه ی بار مثبت به آن بار منفی می دهیم تا خنث گردد. سپس باران بار الکتریکی منفی جسم دارای بار الکتریکی منفی می گردد.
 


4 – اگر مقاومت مدار ثابت باشد، برای آنکه از مدار فوق جریانی ضعیف عبور کند، چه تغییراتی باید به آن داده شود؟
با توجه به رابطه ی( V/I = R) با ثابت بودن مقاومت در مدار همواره نسبت اختلاف پتانسیل به جریان مقدار ثابتی است. در این صورت برای اینکه جریان مدار کاهش یابد ، لازم است اختلاف پتانسیل دو سر مدار کاهش یابد و به همان نسبت جریان مدار کاهش می یابد.
 


5 – در یک سیم برق در هر دقیقه 36 کولن الکتریسیته عبور می کند.شدت جریان الکتریکی را بدست آورید.



 

6 – یک باتری اتومبیل 12 ولتی باید جریان 240 آمپر را از یک استارت موتور بگذراند تا موتور را راه بیندازد. مقاومت کل مدار شامل استارت و چقدر است؟



 

 

7 – اگر از یک لامپ جریانی به شدت 6 آمپر عبور کند، چنانچه مقاومت این لامپ را دو برابر کنیم، توان مصرفی آن نسبت به حالت اول چند برابر می شود؟



 

 

8- توان یک سماور الکتریکی 1100w(وات) است و با برق 220 ولت کار می کند. اولاً شدت جریان و مقاومت قسمت گرما ده سماور را پیدا کنید.
ثانیاً : اگر جرم سماور 5/1 کیلوگرم و گنجایش 5 لیتر آن را داشته باشد. بعد از 10 دقیقه دمای سماور چقدر بالا می رود؟ از گرمای تلف شده صرفنظر شود (ظرفیت گرمایی ویژه آب و ظرف به ترتیب 4200 و 2000 ژول بر کیلوگرم درجه سانتی گراد می باشد).


P=1100 وات

I) p=Iv= I = P/V
V=220 ولت

I = 1100/220 => 5A
m1=1/5 kg

V=IR

M2=5kg

R =V/I => R =220/5 =>R =42 ?
T=10×60s

II) P = Q /T => Q =P.T (رابطه 1)
C1=4200 j/kg °c

 Q=m1c1 ?? + m2c2 ??(رابطه 2)

با مقایسه ی رابطه ی 1 و 2 می توان نوشت

C2=2000 J/Kg°c
 

پرسش های چهارگزینه ای (بدون پاسخ) فصل 3 :
1 – می خواهیم اختلاف پتانسیل و شدت جریان مقاومت R را در یک مدار الکتریکی اندازه بگیریم، در کدام شکل وسایل اندازه گیری درست بسته شده اند.
1) 


2)

 


3)

 


4)



2 – در لامپ های معمولی خانگی (التهابی) مقاومت الکتریکی لامپ 100 واتی چند برابر مقاومت الکتریکی لامپ کوچک 25 واتی است؟
1)2

2)4

3)2/1

4)4/1
 


3 – جسمی با بار مثبت را به کلاهک یک الکتروسکوپ خنثی نزدیک کرده و بدون تماس به آن در کنارش نگه می داریم ملاحظه می شود ورقه های الکتروسکوپ از هم باز شده اند. در این حالت بار کلاهک و ورقه ها به ترتیب عبارتند از :
1) مثبت – مثبت

2) مثبت – منفی
3) منفی – مثبت

4) منفی – منفی
 


4 – با توجه به اینکه بار الکتریکی هر الکترون برابر19- 10 * 6/1 است. وقتی که جریانی به شدت 1A از مداری می گذرد . در هر ثانیه چند الکترون از این مدار خواهد گذشت؟
1)23 10 * 02/6

2) 19 10 * 6/1

      3)

1/1.6 * 1019

4)16500
 


5- در شکل زیر از طرف میله ی باردار AB به میله هادی بدون بار CD .

1) هیچ نیرویی وارد نمی شود.
2) نیروهای جاذبه و دافعه وارد می شود که برآیند آنها صفر است.
3) نیروهای جاذبه و دافعه وارد می شود که بر آیند آنها جاذبه است.
4) نیروهای جاذبه و دافعه وارد می شود که برآیند آنها دافعه است.
 


6 – در هادی های فلزی عامل انتقال بار الکتریکی عبارت است از :
1) همه الکترون های فلز اعم از آزاد و وابسته به اتم ها
2) الکترون ها و هسته ها با هم
3) هسته ها که دارای بارالکتریکی مثبت هستند
4) الکترون های آزاد
 


7 – کدامیک از عوامل زیر باعث خواهد شد که جریان بیشتری عبور کند؟
1) مقاومت 200 اهمی که به دو سر یک باتری 10 ولتی بسته شده است.
2) مقاومت 500 اهمی که به دو سر یک باتری 10 ولتی بسته شده است.
3) مقاومت 200 اهمی که به دو سر یک باتری 5 ولتی بسته شده است.
4) مقاومت 500 اهمی که به دو سر یک باتری 5 ولتی بسته شده است.
 


8 – نمودار تغییر جریان با تغییرات ولتاژ برای دو مقاومت R1,R2 در یک محور مختصات رسم شده است. نسبت2 R1 / R کدام است؟


1) 4

2) 2

3) 2/1

4) 5/1
 


9 – یک کتری برقی 215 کیلو واتی با برق 250 ولت کار میکند، شدت جریانی که از آن می گذرد برابر است با :
1) 5/2 آمپر

2) 25/0 آمپر

3) 10 آمپر

4) 1/0 آمپر
 



 
جواب تمرین های فیزیک فص دوم(جمعه 87 اسفند 16 ساعت 10:57 عصر )
 

پاسخ دهید : فصل 2 :
1 – آیا می شود با یک دما سنج الکلی دمای جوش آب را اندازه گیری کرد؟ توضیح دهید.
نقطه جوش الکل برابر 79 درجه سانتی گراد و نقطه جوش آب برابر 100 درجه سانتی گراد است و چون نقطه ی جوش آب بالاتر از گستره ی دما سنج الکلی است. لذا نمی توان ازدما سنج الکلی برای اندازه گیری نقطه جوش آب استفاده کرد.

 

 

2 – یک لیوان آب داریم. اگر به جای یک جسم با دمای بالاف جسمی با دمای پائین تر از دمای آب را به درون آن بیندازیم، آیا تغییری در انرژی درونی آب و انرژی درونی جسم صورت خواهد گرفت ؟ انرژی از کدامیک به دیگری منتقل خواهد شد؟
همیشه گرما از جسم گرمتر به جسم سردتر ماده ی پائین شارش می یابد. در این صورت وقتی فلز سرد در داخل آب قرار می گیرد. گرما از آب به فلز شارش پیدا می کند و قسمتی از انرژی آب به فلز منتقل می شود و در پایان انرژی درونی آب کاهش و انرژی درونی فلز افزایش می یابد که اگر تبادل گرمایی با محیط نباشد ، مقدار کاهش انرژی درونی آب را برابر مقدار افزایش انرژی درونی فلز خواهد بود و هر دو هم دما خواهند شد.



3 – با مراجعه به جدول (2-2) فکر می کنید کدامیک از موارد فوق باعث بیشترین اتلاف انرژی هستند؟
شیشه ی پنجره ی تک لایه بیشترین آهنگ عبور گرما از واحد سطح به ازاء واحد اختلاف دما را دارد. پس در این صورت استفاده از پنجره های بزرگ با شیشه ی تک لایه و بیشترین اتلاف انرژی را خواهد داشت.
 

تمرین های فصل 2 :
1 – پاسخ دهید :
الف – چرا دیواره های شیشه ای مخزن دما سنج باید نازک باشد؟
زیرا شیشه رسانای خوبی برای گرما نیست و انتقال گرما در آن سرعت زیادی ندارد. در این صورت با نازک گرفتن دیواره ی شیشه ای مخزن سرعت انتقال گرمای بدن به جیوه بیشتر می شود.


ب – چرا در زمستان هنگامی که سطح آب دریاچه یخ می بندد، با افزایش ضخامت یخ، آهنگ افزایش ضخامت یخ کند می شود؟
یخ رسانای برگرماست . در این صورت هر چقدر ضخامت بیشتر می شود، گرمای آب کمتر به هوای سرد منتقل می شود و آهنگ تشکیل یخ کند می شود.
 


2 – پاسخ دهید :
الف) چرا موادی مانند پشم و تارهای شیشه ای عایق های گرمایی خوبی هستند؟
زیرا این مواد بسته هایی از هوا را بین تارها و منفذهای خود نگه می دارند و چون هوا رسانای ضعیف گرما است. می توان از این مواد برای عایق کاری گرما استفاده کرد.


ب) یک قطعه چوب و یک قطعه آهن هم دما را لمس کنید. چرا آهن سردتر به نظر می آید؟ آیا این به دلیل خطای لامسه است؟ توضیح دهید.
زیرا آهن رسانای خوب گرما است و وقتی به آن دست می زنیم گرمای دست ما با سرعت به آهن منتقل می شود و ما احساس سرما می کنیم. ولی چوب رسانای بر گرما است و وقتی به آن دست می زنیم، چون گرمای دست ما با سرعت بسیار کم به چوب منتقل می شود، احساس می کنیم که چوب گرم است ، در این صورت نمی توان برای تعیین دما ی یک جسم به حس لامسه ی خود اعتماد کنیم.



3 – دمای یک قطعه آلومینیوم 15 کیلوگرمی از ° 60 (سانتی گراد) ‌به ° 10 (سانتی گراد) می رسد. این قطعه ی آلومینیوم چه مقدار از انرژی درونی خود را از دست داده است؟
مقدار گرمای از دست داده برابر کاهش انرژی درونی قطعه آلومینیومی است.
 



انرژی درونی آلومینیوم     ژول 5 10  * 75/6 کاهش می یابد.


ب – اگر 15 کیلوگرم آب از دمای  ° 60  (سانتی گراد) به دمای ° 10  (سانتی گراد) برسد چه مقدار از انرژی درونی خود را از دست داده است؟
مقدار گرمایی که آب از دست می دهد، برابر کاهش انرژی درونی آب می باشد.

Q= mc(?2 - ?1)
C= 4200J/Kg ْc= Q=15×4200(10-60)? = Q = 3/15 * 106 J



انرژی درونی آب   (ژول)    6 10 * 15/3 کاهش می یابد.


3 – گرمای ویژه آب بالاست. چند مورد استفاده برای این ویژگی را بیابید.
1) در موتور ماشین از آب به عنوان خنک کاری استفاده می شود، زیرا ظرفیت گرمایی ویژه آب بالاست و مقدار گرمای زیادی را بین موتورو رادیاتور جابجا می کند.
2) استفاده از آب در لوله کشی مخصوص گرم کردن ساختمان ها.
3) استفاده از آب در سیستم خنک کاری نیروگاهها
4) در کولرهای آبی
 


4 – یک آبگرمکن الکتریکی در هر ثانیه 1100 ژول انرژی الکتریکی را به گرما تبدیل می کند. این گرمکن را در درون 3 کیلوگرم آب قرار می دهیم اگر گرمکن برای 120 ثانیه روشن باشد دمای آب در هر یک از حالتهای زیر چه مقدار افزایش می یابد؟
الف) همه انرژی گرمایی گرمکن به آب داده شود.
ب) 80 درصد انرژی گرمایی به آب داده شود.
 

      الف) توان گرمکن برابر (J/S) 210  است ، پس :

  



 

 

?? = 10/47 ° C

ب) Q = 0/8 p * t = 0/8 *1100*120 = 105600 J

?? = Q/mc = 105600 / 3*4200 = 8/38 °c


5 – تجربه نشان می دهد دمای قسمتی از مین که برف روی آن است تقریباً 10 درجه سلیسوس بیشتر از دمای زمین بدون برف است.علت را توضیح دهید.
با توجه به اینکه برف رسانای ضعیف گرما است. وقتی زمین پوشیده از برف است همانند یک عایق عمل کرده و مانع از انتقال گرما از زمین به هوای سرد می گردد که در این صورت دمای زمین در این حالت بیشتر از شرایطی است که زمین بدون پوشش برف است.
 1 – چرا الکل در اندازه گیری دماهای پائین به جیوه ارجحیت دارد؟
1) نقطه انجماد آن پائین است و در حدود -114c می باشد.
2) انبساط آن نسبت به جیوه بیشتر است.
3) ارزان تر از جیوه است.
 


2 – در چه مواردی از تغییر مقاومت برای اندازه گیری دما استفاده می شود؟
در فرایندهای صنعتی اندازه گیری دما و کنترل آن بسیار مهم است و استفاده از دما سنج های مایعی برای موارد کارهای صنعتی مناسب نیستند. در دما سنج های مایعی اندازه گیری دما محدود است و از طرفی می توان دما سنج مقاومتی را طوری طراحی کرد که به کمک یک وسیله ی عقربه ای یا رقعی که مقداری دورتر از منبع قرار دارد، دما را اندازه گیری و فرایند گرمایی را کنترل کرد.
 


3 – چرا در خلاء گرما از طریق رسانایی منتقل نمی شود؟
زیرا رسانش گرما از طریق مولکول ها و الکترون های آزاد ماده انجام می شود و حال اینکه در شرایط خلاء، هیچ ماده ای وجود ندارد که گرما را از طریق رسانش منتقل کند.



4 – چرا لوله های آب که از زیر زمین عبور می کنند، در سرمای شدید یخ نمی زنند؟
زیرا خاک رسانای ضعیف گرما است و به هنگام سرمای شدید گرمای زمین حفظ شده و باعث گرم ماندن لوله های آب در زیر زمین می گردد، از طرفی هوا رسانای ضعیف گرما است و مقدار کمی گرما را از زمین می گیرد.
 


5 – اگر هوا رسانای ضعیف گرماست. در نتیجه چرا شخص نباید بدون لباس احساس گرمای بیشتری را کند؟
این مطلب درست است که هوا رسانای ضعیف گرماست، اما حرکت هوا در جریان همرفتی گرما را منتقل می کند ووقتی شخص بدون لباس است، هوای متحرک گرما را از بدنش منتقل می کند و وی احساس سردی می نماید.



6 – یک گلوله فلزی به جرم 2100 گرم و گرمای ویژه 400J/kg °c و دمای   30ْ (سانتی گراد)  ‌را تا° 80 ‌ گرم می کنیم. مقدار گرمایی که گلوله آهنی دریافت می کند چقدر است؟

 


 

 

     

7 – 100 گرم آب

C

°80

را با چند گرم آب

20°C

مخلوط کنیم تا دمای تعادل

50°C

شود.

 

     

مقدار گرمایی که آب

C

°20

می گیرد=

مقدار گرمایی که آب

80°C

از دست می دهد

 

 

M 1=100gr
? 1= 80ْc
?2 = 20° c

? t= 50° c

Q = Q2

m1c(?1 - ?2) = m2c(?t - ?2)

100(80-50) = m2 (50-20) => m 2= 100 gr


8 – یک قطعه فلز برجرم 5/0 کیلوگرم را تا 100 درجه سانتی گراد گرم کرده و در 200 گرم آب 15 درجه سانتی گراد می اندازند. اگر دمای تعادل 21 درجه سانتی گراد بشود، ظرفیت گرمایی ویژه ی فلز را حساب کنید. (ظرفیت گرمایی ویژه آب 4200j/kg°c است)

مقدار گرمایی که آب می گیرد = مقدار گرمایی که فلز از دست می دهد

M 1=0/5 kgr
? 1= 100ْc

M 2=0/2 kgr

?2 = 15° c

? t= 21

m1c1(?1 - ?2) = m2c2(?t - 0)

0/5 * c1(100-21) = 0/2 * 4200(21-15)

39/5 c1 = 5040 => c1=127/5  J/Kg ° c



پرسش های چهار گزینه ای فصل 2:
1 – یک قطعه 100 گرمی از مس با دمای 81 درجه ی سلسیوس را در ظرف عایقی که حاوی 200 گرم آب با دمای 15 درجه سلسیوس است می اندازیم. اگر گرمای ویژه مس و آب به ترتیب 400j/kg.k و 4200j/kg.k باشد، دمای تعادل چند درجه سلسیوس می شود؟
1) 18

2) 20

3) 23

4)28

 

2 – یک قطعه ی 500 گرمی از مس را که دمای آن  67  درجه سانتی گراد است در ظرفی عایق که حاوی 380 گرم آب در دمای 20 درجه سانتی گراد ‌است می اندازیم . دمای تعادل چند درجه سلسیوس می شود؟ (ظرفیت گرمایی ویژه آب و مس به ترتیب 380j.kg.k, 4200j/kg.k و اتلاف گرما ناچیز است؟)
1) 23

2) 24

3) 25

4) 28
 


3 – یک قطعه آلومینیوم به جرم 70 گرم و دمای 80 درجه سانتی گراد را در ظرفی که محتوی 100 گرم آب با دمای 11 درجه سانتی گراد می باشد می اندازیم، دمای تعادل چند درجه سلسیوس می شود؟ تبادل گرمایی ظرف ناچیز و گرمای ویژه آب و آلومینیوم به ترتیب 90g/kg °c,4200j/kg°c فرض می شود.
1)30

 2)35

3)15

4)20

 

4 – درمای دو جسم هم جرم A,B را از 10 درجه سانتی گراد به 15 درجه سانتی گراد می رسانیم. افزایش انرژی درونی آن چگونه است؟
1) یکسان است

2) A‌بیشتر از B است
3) B بیشتر از A است

4) هر سه ممکن است
 


5 – برای مدرج کردن دما سنج جیوه ای از دو نقطه ثابت دما سنجی یکی ------   در حال----- و درگیری----- درست در بالای ------  استفاده می کنند.
1)دمای آب – ذوب – دمای بخار آب – آب در حال جوشیدن
2) دمای آب – تبخیر – دمای یخ صفر درجه – آب در حال جوشیدن
3) دمای یخ - ذوب – دمای آب صفر درجه – آب در حال تبخیر
4) دمای یخ – ذوب – دمای بخار آب – آب در حال جوشیدن

 

6 – نمودار تغییرات دمای 10 کیلوگرم از یک ماده بر حسب گرمای داده شده به آن مطابق شکل است، گرمای ویژه جسم چند kj/kg.k است ؟
1)17/0

2)24/0

3)34/0

4)4/2

 

 


 

7 – برای اینکه گرما به طریق رسانش از جسم A به جسم B منتقل شود لازم است.
1) دمای جسم A بیشتر از جسم B باشد.
2) قابلیت هدایت گرمایی در جسم A بیشتر از جسم B است
3) ظرفیت گرمایی ویژه در جسم A بیشتر از جسم B باشد
4) جرم و ظرفیت گرمایی در جسم A بیشتر از جسم B باشد

 

8 – انرژی گرمایی جسمی که---- دارد به جسمی که ----- دارد منتقل می شود تا دو جسم  ----- شوند.
1) دمای کمتری – دما ی بیشتری – همدما
2) دمای کمتری – دمای بیشتری – هم حجم
3) دمای بیشتری – دمای کمتری – همدما
4) دمای کمی – دمای کمتری – همدما

 

9- گرمای ویژه ی مسی تقریباً 400 و گرمای ویژه نقده تقریباً 200 ژول بر کیلوگرم درجه ی سانتی گراد است . در گلوله ی مسی و نقره ای را که جرم هر یک 10 گرم است به دمای 20 درجه سانتی گراد می رسانیم و هر دو را روی قطعه یخ می گذاریم.
1) گلوله مسی دو برابر گلوله ی نقره ای یخ ذوب می کند.
2) گلوله مسی نصف گلوله ی نقره ای یخ ذوب می کند
3) در گلوله ی به اندازه مساوی یخ ذوب می کند
4) چون ظرفیت گرمایی گلوله ها کمتر از 80 کالری است ، یخ اصلاً ذوب نمی شود.
 



 
جواب تمرین های فیزیک فصل اول(جمعه 87 اسفند 16 ساعت 10:56 عصر )

پاسخ دهید وتمرینات پایانی فصل 1 : (انرژی)

1 – توپی را که در روی زمین است و حرکت می کند، در نظر بگیرید. سرعت توپ رفته رفته کم شده و بالاخره متوقف می شود.انرژی جنبشی توپ کجا رفته است؟
اصطکاک عاملی است که باعث توقف توپ می گردد و در اثر اصطکاک انرژی جنبشی توپ تبدیل به انرژی درونی در توپ و زمین می گردد.


2 – در فصل سوم کتاب علوم تجربی سال اول راهنمایی با اثرگرما بر حالت مواد آشنا شدید. با توجه به آنچه تاکنون فرا گرفته اید حالت هایی را نام ببرید که :
الف – افزایش انرژی درونی جسم بصورت گرمتر شدن آن ظاهر می شود.

ب- افزایش انرژی درونی جسم بصورت گرمتر شدن آن ظاهر نمی شود.


الف) میله ای فلزی را گرم می کنیم تا دمای آن از °20 (سانتی گراد) به °80 برسد. با گرم کردن میله انرژی درونی آن افزایش می یابد و دمای آن از 20ْ C درجه به 80ْ C می رسد.
ب) مخلوط آب و یخ را گرم می کنیم تا زمانی که تمام یخ ذوب نشده است ، دمای آب و یخ صفر درجه سانتی گراد است. این نشان می دهد که پددیده ی ذوب یک فرآیند گرماگیر است و با گرفتن گرما در دمای ثابت انرژی درونی جسم افزایش یافته و از حالت جامد به مایع تبدیل می شود.



3- الف – فرض کنید توپی را بدین راه‌، مثلاً نقطه C‌ در شکل (1-10) متوقف کنیم. اگر آن را رها کنیم حرکت توپ چگونه خواهد بود. آیا می توان گفت که در نقطه C توپ دارای انرژی پتانسیل گرانشی است ؟ شکل (1-10( ص 13
الف – هر گاه توپ تا نقطه ی c‌بالا برده شود در آن انرژی پتانسیل گرانشی نسبت به سطح زمین ذخیره می گردد هر گاه آن را در نقطه C‌رها کنیم. به لحاظ انرژی پتانسیلی که دارد، به طرف پائین حرکت می کند و هر لحظه انرژی پتانسیل آن به انرژی جنبشی تبدیل می گردد.
انرژی پتانسیل توپ در نقطه c برابر (u=mgh) می باشد که hc ارتفاع قائم نقطه ی c تا سطح زمین می باشد.


ب) فرض کنیم در شکل (1-10) اصطکاک وجود نداشته باشد آیا توپ می تواند بالاتر از نقطه B برود؟
وقتی توپ سطح شیبدار را بالا می رود. قسمتی از آن انرژی صرف غلبه بر اصطکاک می گردد. به صورت انرژی درونی در می آید تا به نقطه B برسد. حال اگر سطح بدون اصطکاک باشد، در نقطه B توپ باز همه انرژی جنبشی خواهد داشت و می تواند از این نقطه نیز بالاتر برود.


4 – در شکل (1-13) هنگامیکه گلوله در نقطه C بین دو نقطه A,B قرار دارد. آیا انرژی پتانسیل در فنر ذخیره شده است؟ آیا گلوله دارای انرژی جنبشی است؟

در نقطه c قسمتی از انرژی جنبشی گلوله به صورت انرژی پتانسیل کشسانی در فنر تبدیل می گردد و چون گلوله هنوز متوقف نشده است، دارای انرژی جنبشی است.


ب) فرض کنید پس از برخورد گلوله با فنر، گلوله فنر بچسبد، حرکت بعدی گلوله را توصیف کنید و تبدیل های انرژی را با استفاده از قانون پایستگی انرژی توضیح دهید.
اگر گلوله به فنر بچسبد، در دستگاه فنر و گلوله انرژی پتانسیل کشسانی به انرژی جنبشی بالعکس تبدیل می شوند و چون سطح دارای اصطکاک است. رفته رفته انرژی دستگاه به انرژی درونی تبدیل می شود و پس از چند حرکت رفت و برگشت گلوله در راستای افقی در آخر تمام انرژی دستگاه به صورت انرژی درونی درآمده و گلوله متوقف می شود.



5 – در اسباب بازیهای کودکی ، انرژی لازم برای حرکت آنها از کجا تأمین می شود؟
به وسیله انرژی کشسانی فنر، در کوک اسباب بازی انرژی مکانیکی به صورت انرژی کشسانی در فنر ذخیره می شود. به هنگام کار کردن اسباب بازی مورد استفاده قرار می گیرد.



  تمرینات پایانی فصل اول

1 – با توجه به جدول (1-2) به پرسش های زیر پاسخ دهید :

الف – اگر شخصی یک شبانه روز بخوابد، چه مقدار انرژی مصرف می کند؟
باتوجه به این جدول، آهنگ مصرف انرژی برای خوابیدن 5kJ/min می باشد که به صورت زیر در یک شبانه روز محاسبه می گردد:


5×60×24=7200kJ


ب : انرژی که برای یک ساعت نشستن در کلاس مصرف می شود بیشتر است یا انرژی که صرف ده دقیقه دوچرخه سواری می شود؟

      باز با توجه به این جدول آهنگ مصرف انرژی برای نشستن در کلاس درس KJ/MIN 6/12
      و آهنگ مصرف انرژی برای دوچرخه سواری باسرعت (13-18km/h) برابر 23/9kJ/min

و با سرعت 21km/h برابر 42kj/min می باشد.


12/6×60=756kj یک ساعت در کلاس
23/9×10=239kj دوچرخه سواری معمولی در ده دقیقه

42 × 10 = 420 KJ دوچرخه سواری تند در ده دقیقه


پس نشستن در کلاس درس به مدت یک ساعت انرژی بیشتری لازم دارد.



2 – توپی را از ارتفاع یک متری سطح زمین از حال سکون رها می کنیم. توپ بعد از برخورد با زمین با ارتفاع کم تر از یک متر بالا می رود این مثال را بر اساس پایستگی انرژی توضیح دهید.
وقتی یک توپ از ارتفاع h رها می شود. انرژی پتانسیل آن به اندازه U=mgh می باشد و وقتی به سطح زمین می رسد تمام انرژی پتانسیل توپ به انرژی جنبشی تبدیل می گردد و قسمتی از آن صرف مقاومت هوا می گردد، در برخورد با زمین و تغییر جهت توپ قسمتی از انرژی توپ به انرژی درونی تبدیل می گردد در این صورت انرژی توپ به خاطر مقاومت هوا و برخورد با زمین کاهش می یابد و توپ تا ارتفاع کمتر از یک متر بالا می رود.

3 – با استفاده از رابطه ی انرژی پتانسیل گرانشی جدول زیر را کامل کنید.

U(J) h(m) g(m/s) m(kg)
2/4 1/2 10 0/2
28 2 10 1/4
196 5 9/8 4K
78/4 10 9/8 0/8

ردیف اول ) U= mgh "v=0/2×10×1/2=2/4 J
ردیف دوم ) U=mgh " => h=U /mg = (28 / 1.4 * 10)
ردیف سوم ) U=mgh => m = U/gh = (196 / 9.8 *5)"
ردیف چهارم ) U=mgh " => g = U / mh = 78.4 / 0.8 * 10 = 9/8 m/s2



4 – گلوله ای به جرم 5/0 کیلوگرم با سرعت اولیه 20m/s در امتداد قائم به طرف بالا پرتاب می کنیم هر گاه 10% انرژی گلوله صرف غلبه بر مقاومت هوا شود، گلوله تا چه ارتفاعی بالا می رود؟ (g=10m/s2)
انرژی جنبشی اولیه ی گلوله برابر انرژی پتانسیل ثانویه به علاوه انرژی که صرف غلبه بر مقاومت هوا شده است می باشد.


K1 = U2 + 0.2 K1

K 1- 0.2 K1 = V2 = > 0.8 K1 = U2

0.8 (1/2 mv2) = mgh => 0.472 = gh => 0.4 * (15)2 = 10 * h => h = 9m


5- توپی به جرم یک کیلوگرم را با سرعت 5m/s در امتداد قائم به طرف بالا پرتاب می کنیم. انرژی پتانسیل گرانشی بالاترین ارتفاعی که توپ به آن می رسد، چقدر است؟ سرعت آن در نیمه راه چقدر است ؟ از مقاومت هوا چشم پوشی کنید.
بدلیل چشم پوشی از مقاومت هوا ، وقتی توپ به بالا پرتاب می شود، تمام انرژی جنبشی آن به انرژی پتانسیل تبدیل می شود . پس :


K1=V2
K1= 1/2 mV2
m = 0.5 kg
V = 8 m/s" => V 2=k1= 1/2 × 0/5× (8)2


ب : برای بدست آوردن سرعت گلوله در نیمه راه مسیر ابتدا ارتفاع کل را بدست می آوریم.


V2=mgh
16=0/5×10×h=> h=3/2m

h" = h/2 = 3.2 / 2 = 1.6 m


اگر انرژی پتانسیل و انرژی جنبشی در نیمه راه مسیر v3 , k3 باشد، می توان نوشت :

U2 = U 3+ K

mgh = mgh" + 1/2 m (v3)2

gh = gh "+ 1/2 v23 => 10*3.2 = 10 * 1.6 + 1/2 V23

=> 10 * 3.2 = 10 * 1/6 + 1/2 V23 => V 3= 4?2 m/s


6 - جمله های زیر را کامل کنید:
الف) در یک لامپ روشنایی انرژی الکتریکی به انرژی نورانی تبدیل می شود
ب) در پنکه، انرژی الکتریکی به مکانیکی تبدیل می شود
پ) به وسیله ی مالش دستها به هم می توانیم انرژی جنبشی را به انرژی درونی تبدیل کنیم
ت) در پر کردن باتری ماشین ، انرژی الکتریکی به انرژی شیمیایی تبدیل می شود.



7 – انرژی زمین گرمایی در چه صورت تجدید پذیر محسوب می شود؟
انرژی زمین گرمایی در صورتی تجدید پذیر محسوب می شود که انرژی برداشت شده بیش از انرژی که از طریق مرکز زمین جایگزین می شود نباشد و همچنین مقدار آب تزریق شده و آب خارج شده برابر باشد.


  تمرین های تکمیلی فصل 1 وپرسش های چهار گزینه ای فصل 1

1 – منشأ سوخت فسیلی چیست؟
انرژی نور خورشید به وسیله گیاهان سبز از طریق فرآیند فتوسنتز به صورت انرژی شیمیایی در گیاهان در می آید. گیاهانی که در زیر زمین مدفون می شوند، طی سالهای زیاد به صورت سوخت فسیلی در می آیند.


2 – در یک دستگاه تولید برق انرژی شیمیایی سوخت طی چه مراحلی به انرژی الکتریکی تبدیل می گردد؟
انرژی شیمیایی سوخت در کوره به انرژی گرمایی و نورانی تبدیل می شود و آب را به صورت بخار در می آورد. در توربین بخار داغ پره های توربین را به حرکت در آورده و انرژی جنبشی ایجاد می کند در ژنراتور انرژی جنبشی به انرژی الکتریکی تبدیل می شود.


3 – جسم m=5kg مطابق شکل از ارتفاع 4 متری از حال سکون رها می شود و از آنجا وارد سطح افقی می گردد و طی مسافتی در نقطه B متوقف می شود. کار نیروی اصطکاک در طول مسیر چند ژول است؟
وقتی جسم را از بالای سطح منحنی رها می کنیم ، تمام انرژی پتانسیل جسم صرف غلبه بر اصطکاک می گردد پس :


Mgh=E( انرژی صرف غلبه بر اصطکاک)
انرژی صرف غلبه بر اصطکاک E = mgh = E = 5×10× 4 = 200 j


4 – دو اتومبیل مشابه از یک سر بالایی بالا می روند. ارتفاع یکی از اتومبیل ها از زمین دو برابر ارتفاع دیگری است. انرژی پتانسیل آن ها را با یکدیگر مقایسه کنید. اگر آن ها روی یک جاده صاف حرکت کنند و سرعت یکی از آنها دو برابر سرعت دیگری باشد، انرژی جنبشی آن ها را چگونه مقایسه می کنید؟
وقتی یک جسم تا ارتفاع معینی بالا برده می شود، انرژی پتانسیل آن برابر mgh است. وقتی ارتفاع یکی از اتومبیل ها دو برابر دیگری باشد، انرژی پتانسیل آن نیز دو برابر خواهد بود.

وقتی دو اتومبیل در سطح افقی در حال حرکت باشند، انرژی جنبشی آن ها با مجذور سرعت متناسب است پس نسبت انرژی جنبشی آنها در شرایطی که سرعت یکی دو برابر سرعت دیگری است به صورت زیر است.
یعنی انرژی جنبشی 4 برابر است

 

5- انواع دیگر انرژی پتانسیل علاوه بر انرژی پتانسیل گرانشی کدام ها هستند؟
الف – انرژی پتانسیل کشسانی : وقتی فنر ساعت کوک می شود و در آن انرژی پتانسیل کشسانی ذخیره می شود.
ب – انرژی پتانسیل مغناطیسی : یک جسم مغناطیسی یا یک آهنربا در میدان مغناطیسی آهنربایدیگر قرار گرفته باشد.
پ – انرژی پتانسیل الکترومغناطیسی: جسم باردار در میدان الکترو استاتیکی یک جسم باردار دیگر قرار گیرد.

 

 

6-گلوله تفنگی به جرم 30 گرم با سرعت 300M/S از دهانه تفنگی خارج می شود،انرژی جنبشی گلوله به هنگام خروج چقدر است ؟ اگر سرعت گلوله دو برابر شود نسبت انرژی جنبشی آن نسبت به حالت اول چقدر است ؟

M=30 gr v=300m/s
الف)

ب)


اگر سرعت دو برابر شود، انرژی جنبشی گلوله 4 برابر می شود.



  پرسش های چهار گزینه ای فصل 1 (بدون پاسخ)

1 – از نقطه ای به ارتفاع 15 متر از سطح زمین وزنه 5/0 کیلوگرمی با سرعت اولیه V0 در راستای قائم به سمت بالا پرتاب می شود تا ارتفاع 20 متر از سطح زمین بالا می رود ." V برابر چند m/s است؟ مقاومت هوا ناچیز و g=10m/s2 فرض شود.

1) 5

2) 5/7

3)10

4)20


2 – جسمی به جرم 2kg را با سرعت m/s 10 در راستای قائم رو به بالا پرتاب می کنیم. انرژی مکانیکی جسم در نصف ارتفاع اوج چند ژول است (مبدأ پتانسیل گرانشی، محل پرتاب فرض شده است)

1)2?25

2)50

3)2?50

4)100


3 – جسمی به جرم 4kg از ارتفاع h بدون سرعت اولیه در خلاء سقوط می کند. در لحظه ای که انرژی جنبشی جسم به 200 ژول می رسد، فاصله ی آن از سطح زمین4m است. ارتفاع h چند متر است؟(g=10m/s2)
1)9

2)10

3)20

4)5


4 – می خواهیم جسمی به جرم 150kg را در مدت 5/1 دقیقه تا ارتفاع 12m بالا ببریم، توان لازم بر حسب وات به کدام گزینه نزدیکتر است؟
1) 200

2) 120

3)1200

4)600

5 – در یک ماشین با کارآیی 80 درصد، نسبت توان تلف شده به توان مفید چقدر است؟

1)4/1

2)5/4

3)4/5

4)4


6 – توان یک تلمبه ی برقی 2kw (کیلووات) و بازده آن 95% است. این تلمبه در هر دقیقه چند کیلوگرم آب را از عمق 5/9 متر بالا می آورد؟ (g=10m/s2)
1) 104 * 2/1

2)3 10 * 2/1

3) 200

4)20

7 – شخصی وزنه ای به جرم m را از سطح زمین تا ارتفاع h بالا می برد و سپس آن را با سرعت v به طرف پائین پرتاب می کند. اگر مقاومت هوا صفر باشد انرژی جنبشی جسم به هنگام برخورد با زمین کدام است؟

      1) mv2 2/1
  2) mgh
  3) mv2 1/2 mgh+
  4) mv2 mgh+ 1/2
 

 




<      1   2      




بازدیدهای امروز: 1  بازدید

بازدیدهای دیروز:7  بازدید

مجموع بازدیدها: 220059  بازدید


» لینک دوستان من «
» لوگوی دوستان من «
» اشتراک در خبرنامه «
 
سفارش تبلیغ
صبا ویژن
سفارش تبلیغ
صبا ویژن