جواب پرسش و فعالیت صفحه ۱۳۹ فیزیک پایه دهم رشته ریاضی و فیزیک از فصل ۵ پنجم ترمودینامیک قسمت ۵-۴ برخی از فرایندهای ترمودینامیکی و قسمت ۵-۵ چرخه ترمودینامیکی ؛ برای مشاهده گام به گام این بخش در ادامه با آموزش و پرورش ماگرتا همراه باشید.
پاسخ صفحه بعدی: جواب فعالیت های صفحه ۱۴۲ فیزیک دهم ریاضی
پاسخ پرسش ۵-۲ صفحه ۱۳۹ فیزیک پایه دهم ریاضی
سرنگ آتش زنه استوانهٔ کوچکی است مجهز به پیستونی که کاملاً بر سطح داخلی استوانه منطبق است. در فضای محبوس داخل سرنگ، فقط هوا و تکهٔ کوچکی از پنبه قرار دارد. با راندن سریع پیستون به داخل، و تراکم بی در روی هوای محبوس، تکهٔ پنبه مشتعل میشود. (معمولاً از کاغذ نیتروسلولز در این آزمایش استفاده میشود که نقطهٔ اشتعال بسیار پایینی دارد.) چرا پنبه در این فرایند آتش میگیرد؟
پاسخ: در اینجا برای هوای داخل سرنگ تراکمی بی دررو رخ میدهد، چرا که گفتیم هرگاه تغییر حجم گاز چنان به سرعت رخ دهد که گاز فرصت تبادل گرما با محیط را پیدا نکند، آن فرایند تراکمی یا انبساطی، بی دررو است. قبلاً دیدیم که در یک تراکم بیدررو، دمای گاز کامل افزایش مییابد.
بنابراین، در اینجا دمای هوای داخل سرنگ زیاد میشود و با توجه به اینکه نقطهٔ اشتعال کاغذ نیتروسلولز بسیار پایین است، با اندک افزایش دمایی مشتعل میشود. البته این آزمایش را میتوان با انواع دیگری از کاغذ نیز انجام داد ولی لازمهٔ آن دقت فراوان در انجام آزمایش است، در حالی که با کاغذ نیتروسلولز، به سادگی میتوان به نتیجه رسید.
پاسخ دیگر: میدانیم که در تراکمی بیدررو، دمای هوا افزایش مییابد. بنابراین، اگر تراکم در سرنگ به سرعت و مقدار زیادی اتفاق بیافتد، دمای هوای داخل سرنگ به حدی بالا میرسد که میتواند کاغذ موجود در سرنگ را مشتعل کند. (چون نقطه اشتعال کاغذ نیتروسلولز بسیار پایین است، با اندکی افزایش دما به راحتی شعلهور میشود.)
جواب فعالیت ۵-۴ صفحه ۱۳۹ فیزیک پایه دهم ریاضی
شکل زیر یک چرخهٔ ترمودینامیکی فرضی را نشان می دهد.
الف) کار انجام شده روی دستگاه در هر فرایند را برحسب سطح زیر نمودار آن بیان کنید.
پاسخ: برای آنکه منظور مشخص شود، محلهای تقاطع خط چین های عمدی با محور V را به ترتیب با ’a و ’b و ’c و ’d نمایش می دهیم:
بنابراین، قدرمطلق کار انجام شده در فرایند da برابر مساحت محصور در سطح ’add’a. قدر مطلق کار انجام شده در فرایند ab برابر است با مساحت محصور در سطح ’abb’a و قدرمطلق کار انجام شده در فرایند bc برابر مساحت محصور در سطح ’bcc’b و قدرمطلق کار انجام شده در فرایند cd برابر مساحت محصور در سطح ’dcc’d است. اما علامت های کار (محیط روی دستگاه) با توجه به اینکه در فرایندهای da و cd از حجم کاسته شده است، مثبت و در فرایندهای ab و bc که به حجم افزوده شده است، منفی است.
پاسخ دیگر: در تصویر زیر می توانید مشاهده کنید:
ب) نشان دهید مقدار کار کل انجام شده روی دستگاه برابر با مساحت داخل چرخه است.
پاسخ: کار انجام شده در چرخه برابر جمع جبری کارهای انجام شده در هر چهار فرایند است. اگر مساحتها و علامتهای کار را که در قسمت (الف) بررسی کردیم لحاظ کنیم، در مییابیم کار محیط در این چرخه برابر با مساحت محصور در داخل چرخه است و بنابراین مقدار کار برابر مساحت داخل چرخه میشود.
پاسخ دیگر: در زیر می توانید مشاهده کنید:
Wt = Wab + Wbc + Wcd + Wda = −Sabfh − Sbcef + Scdge + Sdahg = −Sabceh + Sadceh = −Sabcd ⟹ Wt =−Sabcd = −S چرخه
پ) کار کل انجا مشده روی دستگاه مثبت است یا منفی؟ توضیح دهید.
پاسخ: بنا به توضیح قسمت (ب) کار کلّ انجام شده روی دستگاه در این چرخه، منفی است. به عبارت دیگر، شکلی مانند شکل زیر داریم که همان طور که مشاهده میکنیم در آن علامت منفی غالب شده است.
پاسخ دیگر: چون مساحت زیر نمودار در فرایند انبساط بزرگتر از مساحت نمودار در فرایند تراکم است بنابر این کار کل انجام شده روی دستگاه در این چرخه، منفی است.
Wt= −Sچرخه
⭕️ تذکر: دانشآموز عزیز، لطفاً توجه کنید که مطالب درسی در این وبسایت صرفاً به منظور کمک و آموزش قرار داده شدهاند و نباید از آن ها بهطور نادرست استفاده کنید. لذا، پیش از مشاهده پاسخها، لطفاً یکبار دیگر خودتان به سوالات پاسخ دهید و در صورت بروز مشکلات، از این پاسخها کمک بگیرید.
پاسخ صفحه قبلی: جواب تمرین صفحه ۱۳۸ فیزیک دهم ریاضی
✅ به پایان جواب پرسش و فعالیت صفحه 139 فیزیک ۱ پایه دهم ریاضی رسیدیم، جهت مشاهده گام به گام سایر کتاب های درسیتان کافیست آن را به همراه عبارت «ماگرتا» در گوگل جست و جو فرمایید. همچنین اگر سوالی داشتید حتما آن را از بخش دیدگاه بپرسید.
