Εφαρμογή του πρώτου νόμου της θερμοδυναμικής σε ορισμένες θερμοδυναμικές διεργασίες (Ισοβαρή Ισοθερμική Ισοχωρική)

30 Εφαρμογή του πρώτου νόμου της θερμοδυναμικής σε ορισμένες θερμοδυναμικές διεργασίες (Ισοβαρή Ισοθερμική Ισοχωρική) 1. Το παρακάτω γράφημα δείχνει τον θερμοδυναμικό κύκλο που βιώνει ένα αέριο. Το έργο που παράγεται από το αέριο στη διεργασία ABCD είναι … Γνωστή: Πίεση 1 (P1) = 2 x 105 Pa Πίεση 2 (P2) = 4 x 105 … Διαβάστε περισσότερα

Ο πρώτος νόμος της θερμοδυναμικής - προβλήματα και λύσεις

30 Ο πρώτος νόμος της θερμοδυναμικής – προβλήματα και λύσεις 1. 3000 J θερμότητας προστίθενται σε ένα σύστημα και το σύστημα παράγει έργο 2500 J. Ποια είναι η μεταβολή στην εσωτερική ενέργεια του συστήματος; Γνωστή: Θερμότητα (Q) = +3000 Joule Έργο (W) = +2500 Joule Ζητούμενο: η μεταβολή … Διαβάστε περισσότερα

Κινητική θεωρία των αερίων – προβλήματα και λύσεις

1. Αντιμετωπίζω αέρια σε ένα κλειστό δοχείο που αρχικά έχουν όγκο V και πίεση P. Αν η τελική πίεση είναι 4P και ο όγκος διατηρείται σταθερός, ποια είναι η αναλογία της αρχικής κινητικής ενέργειας προς την τελική κινητική ενέργεια ;

Γνωστό:

Αρχική πίεση (P1 ) = P

Τελική πίεση (P2 ) = 4P

Αρχικός όγκος (V1 ) = V

Τελικός όγκος (V2 ) = V

Ζητείται: Ο λόγος της αρχικής κινητικής ενέργειας προς την τελική κινητική ενέργεια (K E 1 : K E 2 )

Λύση:

Η σχέση μεταξύ πίεσης (P), όγκου (V) και κινητικής ενέργειας (KE) ιδανικών αερίων :

Κινητική θεωρία αερίων - προβλήματα και λύσεις 18

Ο λόγος της αρχικής κινητικής ενέργειας προς την τελική κινητική ενέργεια:

Κινητική θεωρία αερίων - προβλήματα και λύσεις 19

[irp]

2. Ποια είναι η μέση μεταφορική κινητική ενέργεια των μορίων σε ένα ιδανικό αέριο στους 57 o C;

Γνωστό:

Θερμοκρασία αερίου (T) = 57 o C + 273 = 330 Kelvin

Σταθερά Μπόλτζμαν (k) = 1.38 x 10 -23 Joule/Kelvin

Ζητείται: Η μέση μεταφορική κινητική ενέργεια

Λύση:

Η σχέση μεταξύ κινητικής ενέργειας (KE) και θερμοκρασίας του αερίου (T):

Κινητική θεωρία αερίων - προβλήματα και λύσεις 3

Η μέση μεταφορική κινητική ενέργεια:

Κινητική θεωρία αερίων - προβλήματα και λύσεις 4

[irp]

3. Ένα αέριο στους 27 o C σε κλειστό δοχείο . Εάν η κινητική ενέργεια του αερίου αυξηθεί 2 φορές την αρχική κινητική ενέργεια, τότε η τελική θερμοκρασία του αερίου είναι…

Γνωστό:

Αρχική θερμοκρασία (T1 ) = 27 ° C + 273 = 300 K

Αρχική κινητική ενέργεια = KE

Τελική κινητική ενέργεια = 4 K E

Ζητείται: Η τελική θερμοκρασία ( T2 )

Λύση:

Κινητική θεωρία αερίων - προβλήματα και λύσεις 5

[irp]

4. Ένα ιδανικό αέριο βρίσκεται σε ένα κλειστό δοχείο, θερμαίνεται έτσι ώστε η τελική μέση ταχύτητα των σωματιδίων του αερίου να αυξάνεται κατά 3 φορές την αρχική μέση ταχύτητα. Εάν η αρχική θερμοκρασία του αερίου είναι 27 o C, τότε η τελική θερμοκρασία του ιδανικού αερίου είναι…

Γνωστό:

Αρχική θερμοκρασία = 27 ° C + 273 = 300 βαθμοί Κέλβιν

Αρχική ταχύτητα = v

Τελική ταχύτητα = 2v

Ζητείται : Η τελική θερμοκρασία του ιδανικού αερίου

Λύση:

Κινητική θεωρία αερίων - προβλήματα και λύσεις 20

Η τελική μέση ταχύτητα = 2 x η αρχική μέση ταχύτητα

Κινητική θεωρία αερίων - προβλήματα και λύσεις 7

[irp]

5. Τρία γραμμομόρια αερίου βρίσκονται σε έναν χώρο όγκου 36 λίτρων. Κάθε μόριο αερίου έχει κινητική ενέργεια 5 x 10 -21 Joules. Παγκόσμια σταθερά αερίου = 8.315 J/mole.K και σταθερά Boltzmann = 1.38 x 10 -23 J/K. Ποια είναι η πίεση του αερίου στο δοχείο;

Γνωστό:

Αριθμός γραμμομορίων (n) = 3 γραμμομορίων

Όγκος = 36 λίτρα = 36 dm 3 = 36 x 10 -3 m 3

Σταθερά Μπόλτζμαν (k) = 1.38 x 10 -23 J/K

Κινητική ενέργεια (KE) = 5 x 10 –21 Joules

Παγκόσμια σταθερά αερίων (R) = 8.315 J/mole.K

Ζητείται : Πίεση αερίου (P)

Λύση:

Υπολογίστε τη θερμοκρασία χρησιμοποιώντας την εξίσωση της κινητικής ενέργειας του αερίου.

Κινητική θεωρία αερίων - προβλήματα και λύσεις 8

Υπολογίστε την πίεση του αερίου χρησιμοποιώντας την εξίσωση του νόμου των ιδανικών αερίων (σε αριθμό γραμμομορίων, n):

ΦΒ = n RT

P (36 x 10-3 ) = (3)(8.315)(241.5)

P (36 x 10-3 ) = 6024.22

Κινητική θεωρία αερίων - προβλήματα και λύσεις 9

Η πίεση του αερίου είναι 1.67 x 105 Pascal ή 1.67 ατμόσφαιρες.

Διαβάστε περισσότερα

Νόμος των ιδανικών αερίων – προβλήματα και λύσεις

1. Αντιμετωπίζω αέρια σε ένα κλειστό δοχείο που αρχικά έχουν όγκο V και θερμοκρασία T. Η τελική θερμοκρασία είναι 5/4T και η τελική πίεση είναι 2P. Ποιος είναι ο τελικός όγκος του αερίου;

Γνωστό:

Αρχικός όγκος (V1 ) = V

Αρχική θερμοκρασία (T1 ) = T

Τελική θερμοκρασία (T2 ) = 5/4 T

Αρχική πίεση (P1 ) = P

Τελική πίεση (P2 ) = 2P

Ζητείται: Τελικός Τόμος (V 2 )

Λύση:

Νόμος των ιδανικών αερίων - προβλήματα και λύσεις 1

[irp]

2. Προσδιορίστε τον όγκο 2.00 mol αερίων (ιδανικό αέριο) σε θερμοκρασία και πίεση (STP). STP = Τυπική θερμοκρασία και πίεση.

Γνωστό:

Μορ. αερίου (n) = 2 μορ. πάγου

Τυπική θερμοκρασία (T) = 0 o C = 0 + 273 = 273 Kelvin

Τυπική πίεση (P) = 1 atm = 1.013 x 105 Pa

Καθολική σταθερά αερίου (R) = 8.315 Joule/mol e .Kelvin

Ζητείται : Όγκος αερίων (V)

Λύση:

Εξίσωση του νόμου των ιδανικών αερίων (σε αριθμό γραμμομορίων, n)

Νόμος των ιδανικών αερίων - προβλήματα και λύσεις 2

Ο όγκος 2 γραμμομορίων αερίων είναι 44.8 λίτρα.

Ο όγκος 1 mol αερίων είναι 45.4 λίτρα / 2 = 22.4 λίτρα.

Ο όγκος 1 γραμμομορίου οποιουδήποτε αερίου είναι 22.4 λίτρα.

[irp]

3. 4 λίτρα αερίου οξυγόνου έχουν θερμοκρασία 27°C και πίεση 2 atm (1 atm = 105 Pa ) σε κλειστό δοχείο. Παγκόσμια σταθερά αερίων (R) = 8.314 J.mol e −1.K −1 και αριθμός Avogadro ( N ​​A ) = 6.02 x 1023 μόρια/mol e . Ποια είναι τα μόρια των αερίων οξυγόνου στο δοχείο;

Γνωστό:

Όγκος αερίων (V) = 4 λίτρα = 4 dm3 = 4 x 10 -3 m3

Θερμοκρασία αερίων (T) = 27 o C = 27 + 273 = 300 Kelvin

Πίεση αερίων (P) = 2 atm = 2 x 10 5 Pa

Παγκόσμια σταθερά αερίων (R) = 8.314 J.mol e −1 .K −1

Αριθμός Αβογκάντρο (N A ) = 6.02 x 10 23

Ζητείται : Ποια είναι τα μόρια των αερίων οξυγόνου στο δοχείο (N);

Λύση:

Νόμος των ιδανικών αερίων - προβλήματα και λύσεις 3

Σε 1 γραμμομόριο αερίων οξυγόνου, υπάρχουν 1.93 x 1023 μόρια οξυγόνου.

[irp]

4. Ένα δοχείο που περιέχει ένα αέριο νέον (Ne, ατομική μάζα = 20 u) σε κανονική θερμοκρασία και πίεση (STP ) έχει όγκο 2 m3 . Προσδιορίστε τη μάζα του αερίου νέον!

Γνωστό:

Ατομική μάζα του νέον = 20 γραμμάρια/mol e = 0,02 kg/mol e

Τυπική θερμοκρασία (T) = 0 ° C = 273 βαθμοί Κέλβιν

Τυπική πίεση (P) = 1 atm = 1.013 x 105 Pascal

Όγκος (V) = 2 m3

Ζητείται : μάζα (m) αερίου νέον

Λύση:

Σε κανονική θερμοκρασία και πίεση (STP), 1 mole από οποιαδήποτε αέρια, περιλαμβάνουν νέον αέριο, έχουν όγκο 22.4 λίτροs = 22.4 dm3 = 0.0448 m3.

Νόμος των ιδανικών αερίων - προβλήματα και λύσεις 4

Σε όγκο 2 m3 , υπάρχουν 44.6 γραμμομόρια αερίου νέον.

Η σχετική ατομική μάζα του αερίου νέον είναι 20 γραμμάρια/γραμμομόριο.

Αυτό σημαίνει ότι σε 1 mol υπάρχουν 20 γραμμάρια ή 0.02 kg αερίου νέον. Επειδή σε 1 mol υπάρχουν 0.02 kg αερίου νέον, τότε σε 44.6 mol υπάρχουν 44.6 moles x 0.02 kg/mole = 0.892 kg = 892 γραμμάρια αερίων νέον.

Διαβάστε περισσότερα

Νόμος Gay-Lussac (σταθερός όγκος) – προβλήματα και λύσεις

1. Τα αέρια που αντιμετωπίζω έχουν αρχικά πίεση P και θερμοκρασία T. Το αέριο υφίσταται την ισοχορική διεργασία έτσι ώστε η τελική πίεση να γίνει 4 φορές η αρχική πίεση. Ποια είναι η τελική θερμοκρασία του αερίου;

Γνωστό:

Αρχική πίεση (P1 ) = P

Τελική πίεση (P2 ) = 4P

Αρχική θερμοκρασία (T1 ) = T

Ζητείται: Τελική θερμοκρασία ( T2 )

Λύση:

Ο τύπος του νόμου Gay-Lussac :

Νόμος Gay-Lussac (σταθερός όγκος) - προβλήματα και λύσεις 1

Η τελική θερμοκρασία γίνεται 4 φορές μεγαλύτερη από την αρχική.

[irp]

2. Σε ένα κλειστό δοχείο, τα ιδανικά αέρια έχουν αρχικά θερμοκρασία 27 o C. Αν η τελική πίεση γίνει 2 φορές η αρχική πίεση, ποια είναι η τελική θερμοκρασία;

Γνωστό:

Αρχική πίεση (P1 ) = P

Τελική πίεση (P2 ) = 2P

Αρχική θερμοκρασία (T1 ) = 27 ° C + 273 = 300 K

Ζητείται: Τελική θερμοκρασία ( T2 )

Λύση:

Νόμος Gay-Lussac (σταθερός όγκος) - προβλήματα και λύσεις 2

[irp]

3. Ένα ελαστικό γεμίζεται μέχρι την πίεση του μετρητή 2 atm στους 27°C. Μετά από μια οδήγηση, η θερμοκρασία μέσα στο ελαστικό ανεβαίνει στους 47°C. Ποια είναι η πίεση μέσα στο ελαστικό τώρα;

Γνωστό:

Η ατμοσφαιρική πίεση = 1 atm = 1 x 105 Pa

Η αρχική πίεση μετρητή = 2 atm = 2 x 10 5 Pa

Η αρχική απόλυτη πίεση (P1 ) = 1 atm + 2 atm = 3 atm = 3 x 105 Pa

Η αρχική θερμοκρασία (T1 ) = 27 ° C + 273 = 300 K

Η τελική θερμοκρασία (T1 ) = 47 ° C + 273°C = 320°K

Ζητείται: Η τελική θερμοκρασία μετρητή

Λύση:

Νόμος Gay-Lussac (σταθερός όγκος) - προβλήματα και λύσεις 3

Η τελική πίεση μετρητή = τελική απόλυτη πίεση – ατμοσφαιρική πίεση

Η τελική πίεση μετρητή = 3.2 atm – 1 atm

Η τελική πίεση μετρητή = 2.2 atm

Διαβάστε περισσότερα

Νόμος του Καρόλου (σταθερή πίεση) – προβλήματα και λύσεις

1. Σε ένα κλειστό δοχείο, το αέριο διαστέλλεται έτσι ώστε ο τελικός όγκος να γίνει 3 φορές ο αρχικός όγκος (V = αρχικός όγκος, T = αρχική θερμοκρασία ). Ποια είναι η τελική θερμοκρασία;

Γνωστό:

Αρχικός όγκος (V1 ) = V

Τελικός όγκος (V2 ) = 3V

Αρχική θερμοκρασία (T1 ) = T

Ζητείται: Τελική θερμοκρασία ( T2 )

Λύση:

Ο τύπος του νόμου του Καρόλου :

Νόμος του Καρόλου (σταθερή πίεση) - προβλήματα και λύσεις 1

Η τελική θερμοκρασία των αερίων γίνεται 3 φορές η αρχική θερμοκρασία.

[irp]

2. Τα αέρια αρχικά έχουν όγκο V και θερμοκρασία T. Εάν το αέριο υποστεί την ισοβαρική διεργασία έτσι ώστε η θερμοκρασία να γίνει 2 φορές η αρχική θερμοκρασία, τότε ο τελικός όγκος των αερίων είναι…

Γνωστό:

Αρχικός όγκος (V1 ) = V

Αρχική θερμοκρασία (T1 ) = T

Τελική θερμοκρασία (T2 ) = 2T

Ζητείται: τελικός τόμος (V 2 )

Λύση:

Νόμος του Καρόλου (σταθερή πίεση) - προβλήματα και λύσεις 2

Ο τελικός όγκος των αερίων γίνεται 2 φορές ο αρχικός όγκος.

[irp]

3. Σε ένα κλειστό δοχείο, τα ιδανικά αέρια έχουν αρχικά όγκο 2 λίτρα και θερμοκρασία 27 o C. Εάν ο τελικός όγκος των αερίων γίνει 3 λίτρα, τότε η τελική θερμοκρασία είναι…

Γνωστό:

Αρχικός όγκος (V1 ) = 2 λίτρα = 2 dm3 = 2 x 10-3 m3

Τελικός όγκος (V2 ) = 3 λίτρα = 3 dm3 = 3 x 10-3 m3

Αρχική θερμοκρασία (T1 ) = 27 ° C + 273 = 300 K

Ζητείται: Τελική θερμοκρασία ( T2 )

Λύση:

Νόμος του Καρόλου (σταθερή πίεση) - προβλήματα και λύσεις 3

Η τελική θερμοκρασία είναι 177 o C ή 177 + 273 = 450 Kelvin.

Διαβάστε περισσότερα

Νόμος του Boyle (σταθερή θερμοκρασία) – προβλήματα και λύσεις

1. Μερικά ιδανικά αέρια έχουν αρχικά πίεση P και όγκο V. Εάν το αέριο υποστεί ισόθερμη διεργασία έτσι ώστε η τελική πίεση να γίνει 4 φορές η αρχική πίεση, τότε ο τελικός όγκος του αερίου είναι…

Γνωστό:

Αρχική πίεση (P1 ) = P

Τελική πίεση (P2 ) = 4P

Αρχικός όγκος (V1 ) = V

Ζητείται: Τελικός Τόμος (V 2 )

Λύση:

Ο τύπος του νόμου του Boyle :

PV = σταθερά

Π 1 Β 1 = Π 2 Β 2

(P)(V) = (4P)( V2 )

V = 4 V 2

V2 = V / 4 = ¼ V

Ο τελικός όγκος των αερίων είναι ¼ φορές ο αρχικός όγκος.

[irp]

2. Σε ένα κλειστό δοχείο, το αέριο διαστέλλεται έτσι ώστε ο τελικός όγκος να γίνει 2 φορές ο αρχικός όγκος (V = αρχικός όγκος, P = αρχική πίεση). Η τελική πίεση των αερίων είναι…

Γνωστό:

Αρχική πίεση (P1 ) = P

Αρχικός όγκος (V1 ) = V

Τελικός όγκος (V2 ) = 2V

Ζητείται : Τελική πίεση ( P2 )

Λύση:

Π 1 Β 1 = Π 2 Β 2

ΦΒ = P2 ( 2V )

Π = Π2 ( 2 )

P2 = P / 2 = ½ P

Η πίεση του αερίου γίνεται μισή φορά μεγαλύτερη από την αρχική πίεση.

[irp]

3. Σε ένα κλειστό δοχείο, αέρια με πίεση 2 atm και όγκο 1 λίτρου. Εάν η πίεση του αερίου γίνει 4 atm, τότε ο όγκος του αερίου γίνεται...

Γνωστό:

Αρχική πίεση (P1 ) = 2 atm = 2 x 105 Pa

Τελική πίεση (P2 ) = 4 atm = 4 x 105 Pa

Αρχικός όγκος (V1 ) = 1 λίτρο = 1 dm3 = 1 x 10-3 m3

Ζητείται : Τελικός τόμος (V 2 )

Λύση:

Π 1 Β 1 = Π 2 Β 2

( 2 x 105 ) ( 1 x 10-3 ) = (4 x 105 ) V2

( 1)(1 x 10 -3 ) = (2) V2

1 x 10 -3 = (2) V2

V2 = ½ x 10-3

V 2 = 0.5 x 10 -3 m 3 = 0.5 dm 3 = 0.5 λίτρα s

Διαβάστε περισσότερα

Πυκνωτές σε σειρά και παράλληλα – προβλήματα και λύσεις

1. Τρεις πυκνωτές, C1 = 2 μF, C2 = 4 μF, C3 = 4 μF, είναι συνδεδεμένοι σε σειρά και παράλληλα . Προσδιορίστε την χωρητικότητα ενός μόνο πυκνωτή που θα έχει το ίδιο αποτέλεσμα με τον συνδυασμό.

Πυκνωτές σε σειρά και παράλληλα – προβλήματα και λύσεις 1Γνωστό:

Πυκνωτής C 1 = 2 μ F

Πυκνωτής C2 = 4 μF

Πυκνωτής C3 = 4 μF

Ζητείται: Η ισοδύναμη χωρητικότητα (C)

Λύση:

Οι πυκνωτές C2 και C3 είναι συνδεδεμένοι παράλληλα. Η ισοδύναμη χωρητικότητα :

C P = C 2 + C 3 = 4 + 4 = 8 μ F

Οι πυκνωτές C1 και Cp συνδέονται σε σειρά. Η ισοδύναμη χωρητικότητα :

1/C = 1/C 1 + 1/ C P = 1/2 + 1/8 = 4/8 + 1/8 = 5/8

C = 8/5 μF

[irp]

2. Πέντε πυκνωτές, C 1 = 2 μF, C 2 = 4 μF, C 3 = 6 μF, C 4 = 5 μF, C 5 = 10 μF, είναι συνδεδεμένοι σε σειρά και παράλληλα. Προσδιορίστε την χωρητικότητα ενός μόνο πυκνωτή που θα έχει το ίδιο αποτέλεσμα με τον συνδυασμό.

Γνωστό:

Πυκνωτές σε σειρά και παράλληλα – προβλήματα και λύσεις 2Πυκνωτής Γ1 = 2 μF

Πυκνωτής C2 = 4 μF

Πυκνωτής C3 = 6 μF

Πυκνωτής C4 = 5 μF

Πυκνωτής C5 = 10 μF

Ζητείται: Η ισοδύναμη χωρητικότητα (C)

Λύση:

Οι πυκνωτές C2 και C3 είναι συνδεδεμένοι παράλληλα. Η ισοδύναμη χωρητικότητα :

CP = C2 + C3​

CP = 4 + 6

CP = 10 μF​

Οι πυκνωτές C1 , CP , C4 και C5 συνδέονται σε σειρά. Η ισοδύναμη χωρητικότητα :

1/C = 1/C 1 + 1/ C P + 1/ C 4 + 1/ C 5

1 / C = 1/2 + 1/10 + 1/5 + 1/10

1/C = 5/10 + 1/10 + 2/10 + 1/10

1/C = 9/10

C = 10/9 μF

[irp]

3. ντο1 = 3 μF, C2 = 4 μΦ και C3 = 3 μF, συνδέονται σε σειρά και παράλληλα. Προσδιορίστε το ηλεκτρική ενέργεια σχετικά με την κυκλώματα.

Γνωστό:

Πυκνωτής Γ1 = 3 μFΠυκνωτές σε σειρά και παράλληλα – προβλήματα και λύσεις 3

Πυκνωτής C2 = 4 μF

Πυκνωτής C3 = 3 μF​

Ζητείται: Η ισοδύναμη χωρητικότητα (C)

Λύση:

Οι πυκνωτές C2 και C3 είναι συνδεδεμένοι παράλληλα. Η ισοδύναμη χωρητικότητα :

CP = C2 + C3​

CP = 4 + 3

CP = 7 μF​

Οι πυκνωτές C1 και CP συνδέονται σε σειρά. Η ισοδύναμη χωρητικότητα :

1/C = 1/C 1 + 1/ C P

1/C = 1/3 + 1/7

1/C = 21/7 + 21/3

1/C = 21/10

C = 21/10

C = 2.1 μF

C = 2.1 x 10-6 F

Η ηλεκτρική ενέργεια στα κυκλώματα:

E = ½ CV2

E = ½ ( 2.1 x 10-6 )( 122 )

Ε = ½ (2.1 x 10-6 )(144)

Ε = (2.1 x 10-6 ) (72)

E = 151.2 x 10-6 Joule

E = 1.5 x 10-4 Joule

Διαβάστε περισσότερα

Πυκνωτές σε σειρά – προβλήματα και λύσεις

1. Τέσσερις πυκνωτές, C1 = 2 μF, C2 = 1 μF, C3 = 3 μF, C4 = 4 μF, είναι συνδεδεμένοι σε σειρά . Προσδιορίστε την χωρητικότητα ενός μόνο πυκνωτή που θα έχει το ίδιο αποτέλεσμα με τον συνδυασμό.

Γνωστό:

Πυκνωτής C1 = 2 μF

Πυκνωτής C2 = 1 μF

Πυκνωτής C3 = 3 μF

Πυκνωτής C3 = 4 μF

Ζητείται: Η ισοδύναμη χωρητικότητα

Λύση:

Η ισοδύναμη χωρητικότητα:

1/C = 1/C 1 + 1/C 2 + 1/C 3 + 1/C 4

1/C = 1/2 + 1/1 + 1/3 + 1/4

1/C = 6/12 + 12/12 + 4/12 + 3/12

1/C = 25/12

C = 12/25

C = 0.48

Η ισοδύναμη χωρητικότητα ολόκληρου του συνδυασμού είναι 0.48 μF.

[irp]

2. Προσδιορίστε το φορτίο του πυκνωτή C 1 εάν η διαφορά δυναμικού μεταξύ P και Q είναι 12 Volt…

Πυκνωτές σε σειρά – προβλήματα και λύσεις 1Γνωστό:

Πυκνωτής C 1 = 1 0 μ F = 1 0 x 10 -6 F

Πυκνωτής C 2 = 2 0 μ F = 2 0 x 10 -6 F

Διαφορά δυναμικού (V) = 12 Volt

Ζητείται: το φορτίο στον πυκνωτή C1 ( Q1 )

Λύση:

Η ισοδύναμη χωρητικότητα:

1/C = 1/C 1 + 1/ C 2

1/C = 1/10 + 1/20 = 2/20 + 1/20 = 3/20

C = 20/3 μ F = (20/3) x 10 -6 F

Ηλεκτρικό φορτίο στον ισοδύναμο πυκνωτή:

Q = (C)(V) = (20/3)(12 )( 10-6 ) = 80 x 10-6 C

Q = 80 μC

Οι πυκνωτές συνδέονται σε σειρά έτσι ώστε ηλεκτρικό φορτίο στους ισοδύναμους πυκνωτές = ηλεκτρικό φορτίο στον πυκνωτή C1 = ηλεκτρικό φορτίο στον πυκνωτή C2.

Το ηλεκτρικό φορτίο στον πυκνωτή C1 είναι 80 μC.

[irp]

3. Δύο πυκνωτές, C 1 = 2 μF και C 2 = 4 μF, είναι συνδεδεμένοι σε σειρά. Οι πυκνωτές είναι φορτισμένοι. Η διαφορά δυναμικού στον πυκνωτή C 1 είναι 2 Volt. Το ηλεκτρικό φορτίο στον πυκνωτή C 2 είναι…

Γνωστό:

C apa c itor C 1 = 2 μ F = 2 x 10 -6 F

C apa c itor C 2 = 4 μ F = 4 x 10 -6 F

Η διαφορά δυναμικού στον πυκνωτή C1 ( V1 ) = 2 Volts

Ζητείται : Ηλεκτρικό φορτίο σε πυκνωτή C2.

Λύση:

Ηλεκτρικό φορτίο στον πυκνωτή C 1 :

Q1 = C1 V1 = (2 x 10-6 ) ( 2) = 4 x 10-6 C

Q1 = 4 μC​

Οι πυκνωτές συνδέονται σε σειρά έτσι ώστε ηλεκτρικό φορτίο στον πυκνωτή C1 = ηλεκτρικό φορτίο στον πυκνωτή C2.

Το φορτίο στον πυκνωτή C2 είναι 4 μC.

Διαβάστε περισσότερα

Πυκνωτές σε παράλληλη σύνδεση – προβλήματα και λύσεις

1. Τέσσερις πυκνωτές , C1 = 2 μF, C2 = 1 μF, C3 = 3 μF, C4 = 4 μF, είναι συνδεδεμένοι παράλληλα. Προσδιορίστε την χωρητικότητα ενός μόνο πυκνωτή που θα έχει το ίδιο αποτέλεσμα με τον συνδυασμό.

Γνωστό:

Πυκνωτής C1 = 2 μF​

Πυκνωτής C2 = 1 μF​

Πυκνωτής C3 = 3 μF​

Πυκνωτής C3 = 4 μF​

Ζητείται: Η ισοδύναμη χωρητικότητα

Λύση:

Η ισοδύναμη χωρητικότητα:

C = C1 + C2 + C3

C = 4 μF + 2 μF + 3 μF = 9 μF

Η ισοδύναμη χωρητικότητα ολόκληρου του συνδυασμού είναι 9 μF.

[irp]

2. Προσδιορίστε το φορτίο στον πυκνωτή C 2 εάν η διαφορά δυναμικού μεταξύ των σημείων A και B είναι 9 Volt…

Πυκνωτές σε παράλληλη σύνδεση – προβλήματα και λύσεις 1

Γνωστό:

C apa c itor C 1 = 20 μ F = 20 x 10 -6 F

C apa c itor C 2 = 30 μ F = 30 x 10 -6 F

Διαφορά δυναμικού μεταξύ των σημείων A και B (V AB ) = 9 Volts

Ζητείται : το φορτίο στον πυκνωτή C2 ( Q2 )

Λύση:

Διαφορά δυναμικού:

Οι πυκνωτές συνδέονται παράλληλα έτσι ώστε η διαφορά δυναμικού μεταξύ A και B (V AB ) = η διαφορά δυναμικού στον πυκνωτή C 1 (V 1 ) = η διαφορά δυναμικού στον πυκνωτή C 2 (V 2 ) = 9 Volt.

Ηλεκτρικό φορτίο στον πυκνωτή C2 :

Q2 = C2V2 = (30 x 10-6 ) ( 9 ) = 270 x 10-6 C

Q2 = 270 μC​

Το ηλεκτρικό φορτίο στον πυκνωτή C2 είναι 27 0 μC.

[irp]

3. Τρεις πυκνωτές, C 1 = 4 μF, C 2 = 2 μF, C 3 = 3 μF, είναι συνδεδεμένοι παράλληλα. Οι πυκνωτές είναι φορτισμένοι. Η διαφορά δυναμικού στον πυκνωτή C 2 είναι 4 Volt. Προσδιορίστε

(α) Ηλεκτρικό φορτίο στους πυκνωτές C1 , C2 και C3

(β) Ηλεκτρικό φορτίο στον ισοδύναμο πυκνωτή ολόκληρου του συνδυασμού

Γνωστό:

C apa c itor C 1 = 4 μ F = 4 x 10 -6 F

Πυκνωτής C2 = 2 μF = 2 x 10-6 F

Πυκνωτής C3 = 3 μF = 3 x 10-6 F

Διαφορά δυναμικού στον πυκνωτή C2 ( V2 ) = 4 Volts

Ζητείται : Ηλεκτρικό φορτίο σε πυκνωτή C3 ( Q3 )

Λύση:

(α) Ηλεκτρικό φορτίο στον πυκνωτή C3

Η διαφορά δυναμικού στον πυκνωτή C3 :

Οι πυκνωτές συνδέονται παράλληλα έτσι ώστε η διαφορά δυναμικού στον πυκνωτή C3 (V3) = η διαφορά δυναμικού στον πυκνωτή C2 (V2) = η διαφορά δυναμικού στον πυκνωτή C1 (V1) = η διαφορά δυναμικού σε ισοδύναμους πυκνωτές (V) = 4 Volt

Ηλεκτρικό φορτίο στον πυκνωτή C 1 :

Q1 = C1V1 = (4 x 10-6 ) ( 4 ) = 16 x 10-6 C

Q1 = 16 μC​

Ηλεκτρικό φορτίο στον πυκνωτή C 2 :

Q2 = C2V2 = (2 x 10-6 ) ( 4 ) = 8 x 10-6 C

Q2 = 8 μC​

Ηλεκτρικό φορτίο στον πυκνωτή C 3 :

Q3 = C3V3 = (3 x 10-6 ) ( 4 ) = 12 x 10-6 C

Q3 = 12 μC​

(β) Ηλεκτρικό φορτίο σε ισοδύναμο πυκνωτή

Q = Q1 + Q2 + Q3

Q = 16 μ C + 8 μ C + 12 μ C = 36 μ C

Εναλλακτική λύση:

Η ισοδύναμη χωρητικότητα:

C = C1 + C2 + C3

C = 4 μF + 2 μF + 3 μF = 9 μF

C = 9 x 10-6 F

Η διαφορά δυναμικού στον ισοδύναμο πυκνωτή:

V1 = V2 = V3 = V = 4 Volt

Το ηλεκτρικό φορτίο στον ισοδύναμο πυκνωτή:

Q = CV = (9 x 10-6 ) (4) = 36 x 10-6 C

Q = 36 μC

Διαβάστε περισσότερα