Θερμότητα 1.Η θερμοκρασία είναι μακροσκοπική ή μικροσκοπική έννοια ; η θερμοκρασία είναι μακροσκοπική έννοια γιατί αναφέρεται σε ένα μεγάλο πλήθος

σωματιδίων .

2.Υπάρχουν και άλλα φυσικά μεγέθη που τείνουν να εξισωθούν

όταν ενωθούν δύο διαφορετικά συστήματα ; ναι , υπάρχουν π.χ. η μέση κινητική ενέργεια των μορίων ή η συγκέντρωση

διαλυμάτων που χωρίζονται από ημιπερατή μεμβράνη .

3.Δώστε μια λογική ερμηνεία στο ακόλουθο φαινόμενο. Ένα

κομμάτι πάγου και ένα θερμόμετρο κρεμιούνται σε ένα

απομονωμένο κενωμένο δωμάτιο έτσι ώστε να μην έρχονται σε

επαφή. Κι όμως το θερμόμετρο δείχνει , για κάμποσο χρόνο ,

μείωση της θερμοκρασίας. Η θερμότητα διαδίδεται και με ακτινοβολία από το θερμόμετρο στον πάγο .

4.Μπορεί να οριστεί θερμοκρασία στο κενό ; όχι δεν μπορεί να οριστεί θερμοκρασία στο κενό , διότι η θερμοκρασία

συνδέεται με την κίνηση των σωματιδίων .

5.Η αίσθησή μας ότι η θερμοκρασία εμπεριέχει και μια

αίσθηση διεύθυνσης .Δηλαδή το ζεστότερο σημαίνει

αναγκαστικά υψηλότερη θερμοκρασία ή είναι απλά μια

αυθαίρετη σύμβαση ;

Ο Celsius αρχικά είχε επιλέξει το σημείο ζέσης σαν 0 ºC και

σαν σημείο τήξης του πάγου τους 100ºC . Η αίσθηση της διεύθυνσης της θερμοκρασίας δεν είναι εντελώς αυθαίρετη .

Η υψηλότερη θερμοκρασία σημαίνει και μεγαλύτερη μέση ταχύτητα των μορίων

ή των σωματιδίων ενός σώματος.

6.Πώς θα προτείνατε να μετρηθεί η θερμοκρασία

α) του ήλιου ;

β) της ανώτερης ατμόσφαιρας ;

γ)ενός εντόμου ;

δ)της σελήνης ;

ε) του βυθού του ωκεανού

στ)του υγρού ηλίου (He)

α. η θερμοκρασία του ήλιου μετριέται με το φασματοσκόπιο από το φάσμα

εκπομπής

β. η θερμοκρασία της ανώτερης ατμόσφαιρας της γης ορίζεται από τη μέση

ταχύτητα των μορίων του αέρα.

γ. η θερμοκρασία του εντόμου μετριέται με ένα λεπτό ευαίσθητο θερμόμετρο

αερίου,

δ. η θερμοκρασία της σελήνης μετριέται από το φάσμα εκπομπής της

ε. η θερμοκρασία του βυθού του ωκεανού βρίσκεται κατεβάζοντας σε μεγάλο

βάθος καταγραφικό θερμόμετρο ή θερμό ζεύγος,

στ. η θερμοκρασία του υγρού ηλίου μετριέται με θερμοζεύγος ή θερμοστοιχείο

ή από τη μεταβολή της αντίστασης ενός μετάλλου.

7. Είναι καλύτερο ένα αέριο από ένα άλλο για τη δημιουργία

ενός πρότυπου θερμομέτρου αερίου σταθερού όγκου;

Ποιες ιδιότητες θέλουμε να έχει ένα αέριο για να εκπληρωθεί

καλύτερα ο σκοπός αυτός ; Για τη δημιουργία ενός προτύπου θερμομέτρου αερίου μπορούμε να

χρησιμοποιήσουμε ένα οποιοδήποτε αέριο αλλά προτιμούμε ένα αέριο που οι

ιδιότητές του να πλησιάζουν προς το ιδανικό αέριο .

8.Αναφέρετε μερικές αντιρρήσεις για τη χρησιμοποίηση ενός

ποτηριού νερού σαν θερμόμετρο .Ένα ποτήρι με υδράργυρο

είναι καλύτερο θερμόμετρο ;

ένα ποτήρι με νερό δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί σαν θερμόμετρο επειδή η

μεταβολή του όγκου του είναι πάρα πολύ μικρή και δεν μπορεί να

παρατηρηθεί .Ακόμη και ένα ποτήρι με υδράργυρο δεν μπορεί να

χρησιμοποιηθεί σαν θερμόμετρο επειδή η μεταβολή του όγκου του είναι πάρα

πολύ μικρή.

9.Μπορείτε να εξηγήσετε γιατί η στήλη του υδραργύρου πρώτα

κατεβαίνει και μετά ανεβαίνει όταν ένα θερμόμετρο

υδραργύρου μπει στη φωτιά ; όταν ένα υδραργυρικό θερμόμετρο ζεσταίνεται πρώτα κατεβαίνει λίγο γιατί

διαστέλλεται το δοχείο που περιέχει τον υδράργυρο .

10. Μεταλλική σφαίρα μπορεί να περάσει από ένα μεταλλικό

δακτύλιο . Όταν όμως θερμανθεί η σφαίρα , σφηνώνεται στο

δακτύλιο . Τι θα συμβεί όμως αν αντί της σφαίρας θερμάνουμε

το δακτύλιο ;

αν θερμάνουμε το δακτύλιο αντί της σφαίρας , τότε η διάμετρος του

δακτυλίου αυξάνει και η σφαίρα περνάει ευκολότερα.

11. Ένα διμεταλλικό έλασμα αποτελούμενο από δύο

διαφορετικά μεταλλικά ελάσματα , πριτσινωμένα μαζί ,

χρησιμοποιείται σαν στοιχείο ελέγχου στον κοινό

θερμοστάτη. Εξηγήστε πώς λειτουργεί . όταν θερμανθεί το διμεταλλικό έλασμα τότε κάμπτεται επειδή τα δύο

υλικά έχουν διαφορετικό συντελεστή διαστολής

12.Δύο ελάσματα , ένα από σίδερο και το άλλο από ψευδάργυρο

, πριτσινώνονται μαζί σχηματίζοντας ένα ευθύγραμμο έλασμα

που κάμπτεται όταν θερμανθεί. Γιατί προς το εσωτερικό της

καμπυλότητας βρίσκεται ο σίδηρος ;

το διμεταλλικό έλασμα κάμπτεται με το σίδηρο προς το εσωτερικό επειδή ο

συντελεστής γραμμικής διαστολής του είναι μικρότερος από τον αντίστοιχο του

ψευδαργύρου .

13.Τι δυσκολίες θα ανέκυπταν αν ορίζαμε τη θερμοκρασία σε

όρους πυκνότητας νερού ;

αν η θερμοκρασία ορίζονταν με βάση την πυκνότητα του νερού , θα υπήρχε

πρόβλημα γιατί η πυκνότητα του νερού από τους 0 ºC μέχρι τους 10ºC δεν

μεταβάλλεται γραμμικά συναρτήσει της θερμοκρασίας.

14. Εξηγήστε γιατί οι λίμνες παγώνουν πρώτα στην

επιφάνειά τους

οι λίμνες παγώνουν πρώτα στην επιφάνειά τους , επειδή ο πάγος έχει

μικρότερη πυκνότητα από το νερό και επιπλέει.

15.Ποια είναι η βασική αιτία που οι σωλήνες νερού σπάζουν το

χειμώνα ; οι σωλήνες νερού σπάζουν το χειμώνα επειδή ο πάγος που σχηματίζεται έχει

μεγαλύτερο όγκο από το νερό.

16.Τι συμπέρασμα μπορείτε να συνάγετε για το πώς το σημείο

τήξης του πάγου εξαρτάται από την πίεση , ξεκινώντας από το

γεγονός ότι ο πάγος επιπλέει στο νερό ;

επειδή ο όγκος του πάγου είναι μεγαλύτερος από τον όγκο του νερού , μια

αύξηση της πίεσης έχει σαν αποτέλεσμα ελάττωση του σημείου τήξης .

17. Δώστε παραδείγματα για το διαχωρισμό της θερμοκρασίας

από τη θερμότητα . η θερμοκρασία προκαλεί την αίσθηση του θερμού και του ψυχρού ή την

διαστολή των σωμάτων ενώ η θερμότητα είναι μια μορφή ενέργειας που

μεταφέρεται από ένα σώμα σε ένα άλλο.

18.Δώστε ένα παράδειγμα κατά το οποίο χωρίς να μεταφέρεται

θερμότητα προς το σύστημα ή από αυτό , η θερμοκρασία του

συστήματος μεταβάλλεται .

η συμπίεση ενός αερίου μπορεί να αυξήσει τη θερμοκρασία του χωρίς να

μεταφερθεί θερμότητα σ’ αυτό !!

19.Μπορεί η θερμότητα να θεωρηθεί σαν μια μορφή

αποθηκευμένης ενέργειας ( δυναμικής) ; Θα ήταν μια τέτοια

ερμηνεία αντίθετη με την θεώρηση της θερμότητας σαν

ενέργειας που μεταφέρεται λόγω διαφοράς θερμοκρασίας ;

η θερμότητα δεν είναι μορφή αποθηκευμένης ενέργειας αλλά απλά είναι μεταφορά ενέργειας λόγω διαφοράς θερμοκρασίας.

20. Μπορεί η θερμότητα να προστεθεί σε ένα σώμα

( σύστημα ) χωρίς να προκαλέσει αύξηση της θερμοκρασίας του

σώματος ; Αν ναι , είναι αυτό αντίθετο με τη θεώρηση της

θερμότητας σαν ενέργειας που μεταφέρεται λόγω διαφοράς

θερμοκρασίας;

Μπορούμε να προσθέσουμε θερμότητα σε ένα σώμα χωρίς αύξηση της

θερμοκρασίας του , όπως για παράδειγμα στο λιώσιμο του πάγου(αλλαγή

φάσης) ή στην ισόθερμη εκτόνωση ενός αερίου . Θεωρούμε ότι ανάμεσα

στο σώμα και στο περιβάλλον υπάρχει πάντα μια μικρή διαφορά

θερμοκρασίας που ,μπορεί να τείνει και στο μηδέν .

21.Γιατί,πρέπει να παρέχεται θερμική ενέργεια στο λιώσιμο

του πάγου ;Η θερμοκρασία δεν μεταβάλλεται τελικά ;

παρέχεται θερμική ενέργεια στο λιώσιμο του πάγου , επειδή η θερμική

ενέργεια ανά γραμμάριο του νερού είναι μεγαλύτερη από ότι του πάγου.

Όσο υπάρχει μαζί πάγος και νερό η θερμοκρασία παραμένει σταθερή .

22. Εξηγήστε το γεγονός ότι η κοντινή παρουσία μεγάλων

ποσοτήτων νερού , όπως είναι μια θάλασσα ή ένας ωκεανός ,

τείνει να μετριάσει τα ακραία όρια θερμοκρασίας στο κλίμα

της γειτονικής ξηράς .

μια μεγάλη ποσότητα νερού έχει μεγάλη θερμοχωρητικότητα άρα

χρειάζονται πολύ μεγάλα ποσά θερμότητας για να μεταβληθεί η θερμοκρασία

της.

23. Αν κάποιος σας έλεγε ότι ο ηλεκτρικός ανεμιστήρας όχι

μόνο δεν δροσίζει αλλά και θερμαίνει ελαφριά τον αέρα , τι

θα του απαντούσατε ;

πράγματι ότι έχει δίκιο , ο ανεμιστήρας θερμαίνει τον αέρα διότι όλη

η ηλεκτρική του ενέργεια που δαπανά , μετατρέπεται σε θερμική

ενέργεια.

24. Τόσο η αγωγή θερμότητας όσο και η διάδοση θερμότητας

με κύματα ( ακτινοβολία) συνεπάγονται τη μεταφορά

ενέργειας. Υπάρχει καμιά βασική διαφορά ανάμεσα στα δύο

αυτά φαινόμενα ;

η αγωγή της θερμότητας είναι μια μεταφορά ενέργειας των άτακτων

κινήσεων των ατόμων ή των μορίων ενός σώματος.

Η διάδοση κύματος ( ακτινοβολίας) αποτελεί μεταφορά ενέργειας

προσανατολισμένων κινήσεων .

25. Τόσο η αγωγή της θερμότητας όσο και η διάδοση της

ακτινοβολίας συνεπάγονται τη μεταφορά ενέργειας.

Υπάρχει καμιά βασική διαφορά ανάμεσα στα δύο αυτά

φαινόμενα ;

Όχι οι μεταβολές θερμοκρασιών είναι αντιστρόφως ανάλογες της

θερμοχωρητικότητας των σωμάτων .

Ένα πυρωμένο σίδερο μπορεί να κρυώσει μέσα σ’ ένα δοχείο με νερό χωρίς

να αυξήσει σημαντικά τη θερμοκρασία του. Η θερμοκρασία δεν

μεταφέρεται από το ένα σώμα προς το άλλο.

26.Όταν ένα ζεστό σώμα θερμαίνει ένα ψυχρό , οι μεταβολές

των θερμοκρασιών τους είναι ίσες κατά μέγεθος.

Δώστε παραδείγματα. Μπορεί κανείς να πει ότι η θερμοκρασία

περνά από το ένα σώμα στο άλλο ;

Το μέταλλο είναι καλύτερος αγωγός της θερμότητας και γιαυτό

διατηρεί τη θερμοκρασία της επιφάνειάς του σταθερότερη από ότι το

ξύλο.

Το μέταλλο και το ξύλο θα δίνουν την ίδια αίσθηση θερμοκρασίας όταν

βρίσκονται στους 37 ºC .

27. Εξηγήστε γιατί το δάχτυλό σας κολλά στη μεταλλική

θήκη για τα παγάκια , που μόλις βγάλατε από το ψυγείο.

Το χέρι μας όταν είναι υγρό , και ακουμπήσει στην παγοθήκη κολλά

επάνω της , επειδή η υγρασία του στερεοποιείται και μετατρέπεται σε

πάγο.

28. Το χειμώνα , η θερμοκρασία της εσωτερικής επιφάνειας

ενός τοίχου είναι πολύ χαμηλότερη από τη θερμοκρασία του

δωματίου και αυτή της εξωτερικής επιφάνειας είναι πολύ

ψηλότερη από τη θερμοκρασία της υπαίθρου . Εξηγήστε

η διαφορά αυτή των θερμοκρασιών οφείλεται στο γεγονός ότι ο αέρας είναι

κακός αγωγός της θερμότητας.

29.Ο φυσιολογικός μηχανισμός που διατηρεί σταθερή την

εσωτερική θερμοκρασία ενός ατόμου , λειτουργεί σε μια

περιορισμένη περιοχή θερμοκρασιών . Εξηγήστε πώς μπορεί να

διευρυνθεί αυτή η περιοχή , μετατοπίζοντας κάθε όριο της με

τη χρήση ρούχων .

όταν η θερμοκρασία του περιβάλλοντος είναι χαμηλή , τότε τα ρούχα δεν

επιτρέπουν τη μετάδοση της θερμότητας από το άτομο προς το περιβάλλον .

Όταν η θερμοκρασία του περιβάλλοντος είναι υψηλή πάλι τα ρούχα δεν

επιτρέπουν τη μεταφορά της θερμότητας από το περιβάλλον στον άνθρωπο.

30. Ποιες απαιτήσεις θα έπρεπε να ικανοποιεί ένα υλικό για

την κατασκευή μαγειρικού σκεύους , όσον αφορά τη

θερμική αγωγιμότητα , το συντελεστή διαστολής και την

ειδική θερμοχωρητικότητα ;Πρέπει να έχει : μεγάλη θερμική αγωγιμότητα , μεγάλη

θερμοχωρητικότητα , και μικρό συντελεστή διαστολής για να μη

παραμορφώνεται.

31. Ένα θερμός έχει διπλά ( με κενό) και επαργυρωμένα

τοιχώματα .

Τι πετυχαίνουμε με αυτή την κατασκευή του ;

Τα διπλά τοιχώματα με κενό έχουν σαν στόχο να αποφεύγεται η μετάδοση

θερμότητας με ρεύματα μεταφοράς και αγωγή . Τα τοιχώματα είναι

επαργυρωμένα για να μην γίνεται μεταφορά με ακτινοβολία !!

32. Μια λίμνη παγώνει πρώτα στην επιφάνεια. Έχει σχέση η

μεταφορά , η αγωγή ή η ακτινοβολία ;

εξηγήστε ! το πάγωμα της επιφάνειας της λίμνης οφείλεται κυρίως

στην ακτινοβολία , διότι η μεταφορά και η αγωγή μέσω

του αέρα είναι αμελητέα .

33.Μπορεί η θερμική ενέργεια να μεταδοθεί , διαμέσου ενός

υλικού με την ακτινοβολία ; Αν ναι , δώστε ένα παράδειγμα !

μπορούμε να θεωρήσουμε μετάδοση ενέργειας με

ακτινοβολία μέσω υλικών όπως ο αέρας ή το γυαλί

34.Η θερμοκρασία ενός απομονωμένου συστήματος

διατηρείται ;

Η θερμοκρασία ενός συστήματος που δεν έχει καμία

αλληλεπίδραση με το περιβάλλον διατηρείται

μακροσκοπικά σταθερή εφόσον έχει την ίδια τιμή σε όλα

τα σημεία του συστήματος.

35.Η θερμότητα είναι ίδια με την εσωτερική ενέργεια ; Αν όχι

δώστε ένα παράδειγμα στο οποίο η εσωτερική ενέργεια ενός

συστήματος αλλάζει χωρίς τη ροή θερμότητας διαμέσου των

ορίων του συστήματος.

Η θερμοκρασία του συστήματος που δεν έχει καμία

αλληλεπίδραση με το περιβάλλον διατηρείται μακροσκοπικά

σταθερή , εφόσον έχει την ίδια τιμή σε όλα τα σημεία του

συστήματος. Η εσωτερική ενέργεια εξαρτάται από την τελική

κατάσταση του συστήματος , ενώ η θερμότητα μεταφέρεται

μόνο λόγω διαφοράς θερμοκρασίας των σωμάτων

36.Μπορεί κανείς να ξεχωρίσει αν η εσωτερική ενέργεια

αποκτάται με τη μετάδοση θερμότητας ή με την εκτέλεση

έργου ;

η εσωτερική ενέργεια δεν εξαρτάται από τον τρόπο με τον

οποίο αποκτήθηκε αλλά μόνο από την τελική κατάσταση του

συστήματος

37.Αν η πίεση και ο όγκος είναι δοσμένα , η θερμοκρασία

ορίζεται πάντα μονοσήμαντα ;

μόνο αν το αέριο είναι ΙΔΑΝΙΚΟ

38. Ένα αέριο παράγει έργο κατά την αδιαβατική εκτόνωση ;

Αν ναι , ποια είναι η πηγή της ενέργειας που χρειάζεται για

να παράγει το έργο αυτό ;

Όταν ένα αέριο εκτονώνεται αδιαβατικά , τότε παράγει έργο

που προέρχεται από την εσωτερική του ενέργεια. Γι αυτό η

θερμοκρασία του μειώνεται !

39.Μελετήστε τη διαδικασία πήξης του νερού από τη σκοπιά

του 1ου θερμοδυναμικού νόμου . Να θυμάστε ότι ο πάγος

καταλαμβάνει μεγαλύτερο όγκο από ίση μάζα νερού.

Όταν το νερό μετατρέπεται σε πάγο τότε αφενός αποβάλλει

θερμότητα και αφετέρου αυξάνει τον όγκο του άρα παράγει

έργο.

Έτσι και στις δύο περιπτώσεις ελαττώνεται η εσωτερική του

ενέργεια.

40.Ένα θερμός περιέχει καφέ. Το ανακινούμε ζωηρά .Αν ο

καφές θεωρηθεί σαν σύστημα

α. ανεβαίνει η θερμοκρασία του ;

β. προστίθεται θερμότητα σε αυτόν;

γ. προσφέρεται έργο σ’ αυτόν;

δ. αλλάζει η εσωτερική ενέργεια ;

όταν ανακατεύουμε ζωηρά τον καφέ τότε :

α. ανεβαίνει η θερμοκρασία του γιατί τα μόριά του κινούνται

με μεγαλύτερες ταχύτητες

β. δεν προσθέτουμε θερμότητα σ’ αυτό

γ. του προσφέρεται έργο

δ. μεγαλώνει η εσωτερική του ενέργεια , διότι αυξάνεται ο

όρος της κινητικής ενέργειας των μορίων του συστήματος.

41.Υπάρχει το πραγματικά συνεχές υλικό σώμα ;

πραγματικά συνεχές υλικό σώμα δεν υπάρχει στη φύση

επειδή όλα τα σώματα αποτελούνται από άτομα ή μόρια που

είναι μη συνεχή στοιχεία.

42. Γιατί η θερμοκρασία βρασμού ενός υγρού αυξάνει με την

πίεση ;

όταν αυξάνεται η πίεση , τότε αυξάνεται η μέση ταχύτητα των

μορίων , άρα για να αποκτήσουν τα μόρια του υγρού την

ταχύτητα αυτή και να μετατραπούν σε ατμό πρέπει να αυξηθεί

η θερμοκρασία βρασμού.

43.Ένα δοχείο με κρύο νερό και ένα με ζεστό νερό

τοποθετούνται έξω με παγωμένο καιρό. Δώστε εξήγηση στα

παρακάτω φαινόμενα :

α. αν τα δοχεία έχουν καπάκια είναι δυνατόν να στερεοποιηθεί

πρώτα το ζεστό νερό ;

β. αν τα δοχεία είναι ανοικτά το ζεστό νερό μπορεί να πήξει

πρώτο ;

απ: α. αν τα δοχεία είναι κλειστά τότε θα στερεοποιηθεί

πρώτα το κρύο νερό γιατί θα πρέπει να αποδώσει λιγότερη

θερμότητα στο περιβάλλον .

β. αν τα δοχεία είναι ανοικτά , το ζεστό νερό θα εξατμισθεί

γρηγορότερα , θα ελαττωθεί η μάζα του , άρα θα έχει να

αποδώσει, λιγότερη θερμότητα προς το περιβάλλον . Μπορεί

επομένως να πήξει πρώτο !

44.Πολύ πάνω από την επιφάνεια της γης , η κινητική

θερμοκρασία του αερίου αναφέρεται ότι είναι της τάξης των

1000 ºΚ . Κι όμως ένα άτομο που θα βρισκόταν εκεί θα

ξεπάγιαζε μάλλον παρά θα εξατμιζόταν . Εξηγήστε το

φαινόμενο .

απ: σε μεγάλα ύψη πράγματι η ταχύτητα των αερίων είναι πάρα

πολύ μεγάλη , και αντιστοιχεί σε θερμοκρασίες των 1000 ºΚ .

Υπάρχουν όμως τόσο λίγα μόρια , ώστε η θερμότητα που

μπορούν να μεταφέρουν σε ένα σώμα είναι ελάχιστη .

45. Πώς θα καταφέρουμε να κρατήσουμε σταθερή τη

θερμοκρασία ενός αερίου σε θερμοδυναμική ισορροπία ;

απ : αν το υποχρεώσουμε να παράγει ή να καταναλώνει έργο ίσο με το, ποσό της θερμότητας που απορροφάει ή αποδίδει αντίστοιχα.

46. Αφού ο ζεστός αέρας ανεβαίνει ψηλότερα , γιατί κάνει

περισσότερη δροσιά στην κορυφή ενός βουνού από ότι στη

στάθμη της θάλασσας ;

η αίσθηση της δροσιάς δεν οφείλεται μόνο στη θερμοκρασία

αλλά και στη σχετική υγρασία του περιβάλλοντος. Στην

κορυφή του βουνού η υγρασία είναι μικρότερη και ο ιδρώτας

εξατμίζεται ταχύτερα και έτσι νιώθουμε την αίσθηση της

δροσιάς !!

47. Πόσοι τρόποι υπάρχουν για να εκτελέσουμε μια αδιαβατική

διαδικασία ;

δύο απλοί τρόποι είναι οι εξής :

α. να γίνει γρήγορα

β. να γίνει μέσα σε ένα θερμικά μονωμένο δοχείο .Και στις δύο

μεθόδους το αέριο δεν προλαβαίνει να ανταλλάξει θερμότητα

με το περιβάλλον του

48. Κλειστό λαστιχένιο μπαλόνι περιέχει ένα πολύ ελαφρό

αέριο π.χ. ήλιο .Το μπαλόνι απελευθερώνεται και ανεβαίνει

πολύ ψηλά , μέσα στην ατμόσφαιρα.

Περιγράψτε και εξηγήστε τη θερμική και μηχανική

συμπεριφορά του μπαλονιού Απ: όσο ψηλότερα ανεβαίνει τόσο μεγαλώνει ο όγκος του , επειδή η

πίεση του περιβάλλοντος μικραίνει .

Παράγει λοιπόν εξωτερικό έργο και γι ‘ αυτό η θερμοκρασία του

ελαττώνεται .

49.Δώστε μια ικανοποιητική εξήγηση γιατί η ειδική

θερμότητα υπό σταθερή πίεση είναι μεγαλύτερη από την

ειδική θερμότητα υπό σταθερό όγκο

απ: cp >cv επειδή κατά τη θέρμανση σε σταθερή πίεση το

αέριο παράγει έργο και πρέπει να απορροφήσει μεγαλύτερο

ποσό θερμότητας .

50.Είναι πιο συνηθισμένο να προκαλείται ακτινοβολία από τα

άτομα του αερίου με ηλεκτρική εκκένωση από ότι με θερμικές

μεθόδους . Γιατί;

Απ: για να προκληθεί εκπομπή ακτινοβολίας από τα άτομα

ενός αερίου , πρέπει αυτά να αποκτήσουν μεγάλες κινητικές

ενέργειες . Είναι πολύ πιο εύκολο να τις αποκτήσουν

επιταχυνόμενα μέσα σε ηλεκτρικά πεδία από ότι σε υψηλές

θερμοκρασίες .

51.Ποια παρατήρηση είναι καλή απόδειξη ότι τα μόρια ενός

σώματος δεν κινούνται όλα με την ίδια ταχύτητα σε μια

δοσμένη θερμοκρασία ;

απ: δεν μπορεί τα μόρια ενός σώματος να έχουν όλα την ίδια

ταχύτητα επειδή κατά τις τυχαίες κρούσεις μεταφέρεται με

τυχαίο τρόπο ποσό ενέργειας από το ένα μόριο στο άλλο.

52. Έχοντας υπόψη ότι η εσωτερική ενέργεια ενός σώματος

αποτελείται από το άθροισμα της κινητικής και δυναμικής

ενέργειας των σωματιδίων του , πώς θα κάνεις το διαχωρισμό

ανάμεσα στην εσωτερική ενέργεια ενός σώματος και στη

θερμοκρασία του ;

απ: η εσωτερική ενέργεια U αντιστοιχεί στη δυναμική και

κινητική ενέργεια του σώματος , ενώ η θερμοκρασία του

σώματος σχετίζεται μόνο με την κινητική ενέργεια των

σωματιδίων του .

53.Γιατί μειώνεται η θερμοκρασία ενός αερίου σε μια

αδιαβατική εκτόνωση ;

απ: επειδή το αέριο παράγει έργο χωρίς να απορροφά

αντίστοιχο ποσό θερμότητας. Άρα ελαττώνεται η εσωτερική

του ενέργεια και η θερμοκρασία του .

U =f(m, T)

54. Αιτιολογείστε το γεγονός ότι η πίεση ενός αερίου

εξαρτάται από, το τετράγωνο της ταχύτητας των σωματιδίων

του , ερμηνεύοντας την εξάρτηση της πίεσης από τη

συχνότητα των κρούσεων και τη μεταφορά της ορμής των

σωματιδίων .

απ: η πίεση του αερίου εξαρτάται από τη μέση δύναμη που

ασκούν τα μόρια στη μονάδα επιφάνειας . P=F/A

Η δύναμη αυτή είναι ανάλογη με τη μεταβολή της ορμής 2mυ ,

και της συχνότητας των κρούσεων υ/2L .

Άρα η πίεση είναι ανάλογη με το τετράγωνο της ταχύτητας

των σωματιδίων του αερίου.

55.Αν κάποιος ισχυριζόταν ότι όλες οι αποστάσεις όλων των

αντικειμένων μειώθηκαν μέσα σε μια νύχτα , στο μισό της

αρχικής τους τιμής , θα μπορούσαμε να αντικρούσουμε τον

ισχυρισμό αυτό ;

απ:ναι , διότι θα άλλαζαν άλλα φυσικά μεγέθη , π.χ. η

ταχύτητα του φωτός , ή η περίοδος ενός απλού εκκρεμούς !!