Tilbake
12.3

12.3 Øvingseksamen 2 — 40-spørsmålsmalen (tyngre varianter)

Komplett sett i samme mal, vektet mot de tyngre variantene av kjerne-sjangrene og en ny tallkontekst gjennomgående.

240 min
0 oppgaver
Øvingseksamen 240-spørsmålsmalen (tyngre varianter)
Din fremgang i kapitlet
0 / 0 oppgaver

Forkunnskaper — sist du var her

Dette settet forutsetter at du har tatt kap. 12.2 og gått gjennom selvdiagnosen der. Strategien — tidsbudsjett, avrundingsdisiplin og sjekk-før-svar-listen — står i kap. 12.1.

De tyngre variantene henter fra de samme kapitlene som standardsettet, men lener seg særlig på kap. 4.2 (gliding → rulling, spinn og bane), kap. 5.1 (fysisk og konisk pendel), kap. 8.1 (Otto og Stirling), kap. 9.2 (platebalanse og skjermer), kap. 10.1 og kap. 10.2 (van der Waals, fasediagram og Clausius–Clapeyron) og kap. 11.1 (fikspunktiterasjon).

De fem relasjonene som bærer de tyngre variantene, ferdig oppfrisket:

IA=ICM+Md2,T=2πIAMgdI_A = I_\text{CM} + Md^2, \qquad T = 2\pi\sqrt{\frac{I_A}{Mgd}}

Steiner og den fysiske pendelen. dd er avstanden fra massesenteret til aksen — ikke fra enden, og ikke fra noe annet punkt. Se kap. 4.1 og kap. 5.1.

V=V01+c,t=cV0(1+c)μgV = \frac{V_0}{1+c}, \qquad t = \frac{cV_0}{(1+c)\mu g}

Overgangen fra gliding til ren rulling, med c=I/(mR2)c = I/(mR^2). For en kompakt kule gir det V=57V0V = \tfrac57V_0 og t=2V0/(7μg)t = 2V_0/(7\mu g). Se kap. 4.2.

T2=T1rγ1,ηOtto=1r1γT_2 = T_1r^{\gamma-1}, \qquad \eta_\text{Otto} = 1 - r^{1-\gamma}

Adiabatrelasjonen og Otto-virkningsgraden, der r=V1/V2r = V_1/V_2 er kompresjonsforholdet. Merk at γ\gamma her er adiabateksponenten CP/CVC_P/C_V, dimensjonsløs — ikke dempingskoeffisienten fra kap. 5.2, som har enheten s1\text{s}^{-1}.

T2=(T14+T342)1/4,jn=j0n+1T_2 = \left(\frac{T_1^4+T_3^4}{2}\right)^{1/4}, \qquad j_n = \frac{j_0}{n+1}

Platebalanse og strålingsskjermer. Det er T4T^4 som midles, ikke TT. Se kap. 9.2.

p(T)=p0exp[lfR(1T1T0)]p(T) = p_0\exp\left[-\frac{l_f}{R}\left(\frac{1}{T} - \frac{1}{T_0}\right)\right]

Clausius–Clapeyron integrert, med kokepunktet (T0,p0)(T_0, p_0) som referanse og lfl_f som molar fordampningsvarme i J/mol. Temperaturene i kelvin. Se kap. 10.2.

Oppgavesettet

Bare bokstavsvaret teller. Bruk kladdearket likevel — det er den eneste måten du selv kan finne feilen på.

Bruk g=9,81m/s2g = 9{,}81\,\text{m/s}^2 der ikke annet er oppgitt, R=8,314J/(molK)R = 8{,}314\,\text{J/(mol}\cdot\text{K)} og σ=5,670108W/(m2K4)\sigma = 5{,}670\cdot10^{-8}\,\text{W/(m}^2\cdot\text{K}^4).

Merk at spørsmål 1–3 og 26–29 henger sammen. De to klyngene har felles oppsett, så et mellomresultat regnet én gang med fem siffer sparer deg for arbeid tre ganger.

Klokka starter nå.

Spørsmål 1 (sjanger M10 — kinematikk fra gitt fartsfunksjon, altså «her er v(t)v(t) eller ω(t)\omega(t) — derivér, integrér eller tell runder»)

En rotor drives opp og bremses ned igjen slik at vinkelfarten er ω(t)=ω0(t/τ)et/τ\omega(t) = \omega_0\,(t/\tau)\,e^{-t/\tau} med ω0=210,0rad/s\omega_0 = 210{,}0\,\text{rad/s} og τ=3,40s\tau = 3{,}40\,\text{s}. Hvor stor er den største vinkelfarten, i rad/s?

A 113,68113{,}68 · B 210,00210{,}00 · C 77,2577{,}25 · D 714,0714{,}0 · E 105,00105{,}00 · F 22,7222{,}72

Spørsmål 2 (sjanger M10)

Samme rotor som i spørsmål 1. Hvor stor er den totale dreievinkelen fra start til rotoren står stille, i radianer? Bruk standardintegralet 0uneudu=n!\int_0^\infty u^ne^{-u}\,du = n! fra Rottmann.

A 1428,01428{,}0 · B 61,7661{,}76 · C 262,7262{,}7 · D 357,0357{,}0 · E 113,64113{,}64 · F 714,0714{,}0

Spørsmål 3 (sjanger M10)

Samme rotor. Hvor mange hele omdreininger gjør den til sammen?

A 113113 · B 4141 · C 5656 · D 227227 · E 114114 · F 714714

Spørsmål 4 (sjanger M11 — krumning og normalkraft, altså «her er en bane y(x)y(x) — finn kraften mot underlaget i toppen eller bunnen»)

En syklist med samlet masse 68,0kg68{,}0\,\text{kg} passerer bunnen av en dal som kan beskrives ved y=bx2y = bx^2 med b=0,0250m1b = 0{,}0250\,\text{m}^{-1}. Farten i bunnpunktet er 14,0m/s14{,}0\,\text{m/s}. Hvor stor er normalkraften fra underlaget, i newton?

A 0,70{,}7 · B 667,1667{,}1 · C 10001000 · D 13331333 · E 666,4666{,}4 · F 714,7714{,}7

Spørsmål 5 (sjanger M1 — Newton på skråplan med friksjon, altså «et legeme på en skrå flate — finn akselerasjonen, snuavstanden eller vinkelen der glidingen starter»)

En kasse på 32,0kg32{,}0\,\text{kg} dras oppover et skråplan som heller 18,018{,}0^\circ, med en kraft 210N210\,\text{N} rettet langs planet. Den kinetiske friksjonskoeffisienten er 0,2400{,}240. Hvor stor er akselerasjonen, i m/s2\text{m/s}^2?

A 1,2921{,}292 · B 3,5313{,}531 · C 5,7705{,}770 · D 4,3234{,}323 · E 1,1771{,}177 · F 3,495-3{,}495

Spørsmål 6 (sjanger M1)

En kloss sendes oppover et skråplan som heller 30,030{,}0^\circ, med friksjonskoeffisient 0,1800{,}180, og glir tilbake til utgangspunktet. Hvor stor andel av den opprinnelige kinetiske energien har den igjen når den er tilbake?

A 1,90601{,}9060 · B 0,82000{,}8200 · C 0,52470{,}5247 · D 0,47060{,}4706 · E 0,37650{,}3765 · F 0,31180{,}3118

Spørsmål 7 (sjanger M2 — arbeid, energi og effekt, altså «sett opp et energiregnskap og finn fart, arbeid eller effekt»)

En ball med masse 0,145kg0{,}145\,\text{kg} og tverrsnittsareal 4,26103m24{,}26\cdot10^{-3}\,\text{m}^2 faller gjennom luft med tetthet 1,225kg/m31{,}225\,\text{kg/m}^3. Motstandskoeffisienten er Cd=0,470C_d = 0{,}470. Hva er terminalfarten, i m/s?

A 34,0634{,}06 · B 11601160 · C 24,0824{,}08 · D 23,3523{,}35 · E 1,6871{,}687 · F 16,0116{,}01

Spørsmål 8 (sjanger M3 — rullende legeme med energibevaring, altså «en kule eller sylinder ruller uten å gli over et høydefall — finn farten»)

Tre legemer med samme masse og samme radius — en kompakt kule, en massiv sylinder og et kuleskall — slippes samtidig fra ro øverst i samme bakke og ruller uten å gli. Hvilken rekkefølge kommer de ned i, og hvorfor?

A kule, sylinder, skall — lavest formfaktor c gir høyest fart\text{kule, sylinder, skall — lavest formfaktor } c \text{ gir høyest fart} · B skall, sylinder, kule — størst treghetsmoment gir størst dreieimpuls\text{skall, sylinder, kule — størst treghetsmoment gir størst dreieimpuls} · C alle tre kommer ned samtidig, siden massen faller ut av regnestykket\text{alle tre kommer ned samtidig, siden massen faller ut av regnestykket} · D sylinder, kule, skall — sylinderen har lavest treghetsmoment\text{sylinder, kule, skall — sylinderen har lavest treghetsmoment} · E kule, skall, sylinder — skallets masse ligger nærmest aksen\text{kule, skall, sylinder — skallets masse ligger nærmest aksen} · F rekkefølgen avhenger av radien, og kan ikke avgjøres uten tallverdier\text{rekkefølgen avhenger av radien, og kan ikke avgjøres uten tallverdier}

Spørsmål 9 (sjanger M3)

Et kuleskall ruller uten å gli med farten 4,60m/s4{,}60\,\text{m/s} og fortsetter oppover en bakke. Hvor høyt kommer det, i meter?

A 0,71900{,}7190 · B 1,07851{,}0785 · C 1,50991{,}5099 · D 1,61771{,}6177 · E 1,79751{,}7975 · F 3,59503{,}5950

Spørsmål 10 (sjanger M5 — dreieimpuls og rulling, altså «bruk at dreieimpulsen er bevart, eller finn overgangen fra gliding til ren rulling»)

En bowlingkule settes ned med farten 7,20m/s7{,}20\,\text{m/s} og uten rotasjon. Friksjonskoeffisienten mot banen er 0,1200{,}120. Hvor lang tid går det før kula ruller uten å gli, i sekunder?

A 6,1166{,}116 · B 2,0392{,}039 · C 21,4121{,}41 · D 4,3694{,}369 · E 0,8740{,}874 · F 1,7471{,}747

— naturlig pausepunkt —

Spørsmål 11 (sjanger M5)

En kompakt kule med masse 2,40kg2{,}40\,\text{kg} og radius 0,150m0{,}150\,\text{m} ruller uten å gli langs et vannrett gulv med massesenterfart 3,50m/s3{,}50\,\text{m/s}. Hvor stor er dreieimpulsen om kontaktlinjen mot gulvet, i kgm2/s\text{kg}\cdot\text{m}^2/\text{s}?

A 0,50400{,}5040 · B 1,26001{,}2600 · C 0,75600{,}7560 · D 0,075600{,}07560 · E 1,76401{,}7640 · F 3,52803{,}5280

Spørsmål 12 (sjanger M6 — bevegelsesmengde, støt og impuls, altså «to legemer treffer hverandre — finn fartene etterpå, energitapet eller kraftstøtet»)

En kule på 0,180kg0{,}180\,\text{kg} med farten 6,40m/s6{,}40\,\text{m/s} treffer elastisk en kule på 0,520kg0{,}520\,\text{kg} som ligger i ro. Hvor stor blir farten til den tyngste kula etter støtet, i m/s?

A 3,1093{,}109 · B 1,6461{,}646 · C 9,5099{,}509 · D 6,4006{,}400 · E 3,2913{,}291 · F 3,7653{,}765

Spørsmål 13 (sjanger M6)

En kule på 0,0250kg0{,}0250\,\text{kg} skytes inn i en trekloss på 1,85kg1{,}85\,\text{kg} som henger i en snor med lengde 1,20m1{,}20\,\text{m}, og blir sittende fast. Klossen svinger ut til vinkelen 32,032{,}0^\circ. Hvor stor var kulas fart, i m/s?

A 141,9141{,}9 · B 0,025220{,}02522 · C 264,9264{,}9 · D 100,3100{,}3 · E 1,89141{,}8914 · F 140,0140{,}0

Spørsmål 14 (sjanger M4 — treghetsmoment og Steiners sats, altså «finn treghetsmomentet om en akse som ikke går gjennom massesenteret»)

En homogen stang med masse 3,10kg3{,}10\,\text{kg} og lengde 1,50m1{,}50\,\text{m} dreies om en akse vinkelrett på stanga, gjennom et punkt som ligger en fjerdedel av lengden fra den ene enden. Finn treghetsmomentet, i kgm2\text{kg}\cdot\text{m}^2.

A 0,58130{,}5813 · B 0,43590{,}4359 · C 2,76092{,}7609 · D 1,01721{,}0172 · E 0,14530{,}1453 · F 2,32502{,}3250

Spørsmål 15 (sjanger M4)

Et lodd på 1,60kg1{,}60\,\text{kg} henger i en snor som går over en trinse formet som en homogen skive med masse 2,40kg2{,}40\,\text{kg}. Snora glir ikke på trinsen. Hvor stor er akselerasjonen til loddet, i m/s2\text{m/s}^2?

A 9,8109{,}810 · B 3,9243{,}924 · C 5,6065{,}606 · D 2,4532{,}453 · E 6,5406{,}540 · F 7,1357{,}135

Spørsmål 16 (sjanger M8 — pendler, altså «finn svingetiden til en fysisk, matematisk eller konisk pendel»)

En homogen skive med radius 0,185m0{,}185\,\text{m} henger på en spiker gjennom randen og svinger med små utslag i sitt eget plan. Hva er svingetiden, i sekunder?

A 0,86280{,}8628 · B 1,49451{,}4945 · C 0,61010{,}6101 · D 1,22021{,}2202 · E 1,05681{,}0568 · F 0,52840{,}5284

Spørsmål 17 (sjanger M8)

En konisk pendel har snorlengde 0,950m0{,}950\,\text{m}, og snora danner 28,028{,}0^\circ med loddlinja mens loddet går i en vannrett sirkel. Hva er omløpstiden, i sekunder?

A 1,95531{,}9553 · B 1,83731{,}8373 · C 1,33971{,}3397 · D 2,08082{,}0808 · E 1,29921{,}2992 · F 0,29240{,}2924

Spørsmål 18 (sjanger M7 — svingninger, altså «finn egenfrekvens, dempingskoeffisient, kvalitetsfaktor eller resonansamplitude»)

En dempet fjærpendel har m=0,450kgm = 0{,}450\,\text{kg}, k=32,0N/mk = 32{,}0\,\text{N/m} og b=0,250kg/sb = 0{,}250\,\text{kg/s}. Hvor lang tid tar det før amplituden er redusert til en fjerdedel, i sekunder?

A 2,4952{,}495 · B 4,9914{,}991 · C 0,38510{,}3851 · D 3,6003{,}600 · E 1,2481{,}248 · F 14,40014{,}400

Spørsmål 19 (sjanger M7)

Samme fjærpendel som i spørsmål 18 drives nå av en ytre kraft F(t)=F0cosωtF(t) = F_0\cos\omega t med F0=0,450NF_0 = 0{,}450\,\text{N}, og frekvensen justeres til ω=ω0\omega = \omega_0. Hvor stor blir amplituden, i meter?

A 3,24003{,}2400 · B 0,014060{,}01406 · C 0,21360{,}2136 · D 0,09610{,}0961 · E 0,21350{,}2135 · F 0,025310{,}02531

Spørsmål 20 (sjanger M9 — statikk og momentbalanse, altså «et legeme står i ro — finn en ukjent kraft av likevektsbetingelsene»)

En homogen stige står mot en glatt vegg og danner 62,062{,}0^\circ med gulvet. Hvor stor må den statiske friksjonskoeffisienten mot gulvet minst være for at stigen ikke skal skli?

A 0,53170{,}5317 · B 1,88071{,}8807 · C 3,7613{,}761 · D 0,26590{,}2659 · E 0,56630{,}5663 · F 0,94040{,}9404

— naturlig pausepunkt —

Spørsmål 21 (sjanger T1 — ideell gasslov og molekyltall, altså «bruk pV=nRTpV=nRT til å finne trykk, volum, temperatur eller stoffmengde»)

Et bildekk har absolutt trykk 230kPa230\,\text{kPa} ved 283K283\,\text{K}. Etter kjøring har temperaturen steget til 318K318\,\text{K}, og volumet har økt med 3,0%3{,}0\,\%. Hva er det nye trykket, i kPa?

A 258,4258{,}4 · B 266,2266{,}2 · C 198,7198{,}7 · D 10051005 · E 223,3223{,}3 · F 250,9250{,}9

Spørsmål 22 (sjanger T2 — kinetisk gassteori, altså «finn vrmsv_\text{rms} eller den midlere kinetiske energien til et molekyl»)

Helium (M=4,003g/molM = 4{,}003\,\text{g/mol}) og argon (M=39,95g/molM = 39{,}95\,\text{g/mol}) holder samme temperatur. Hva er forholdet vrms,He/vrms,Arv_\text{rms,He}/v_\text{rms,Ar}?

A 0,31650{,}3165 · B 3,1593{,}159 · C 0,10020{,}1002 · D 9,9809{,}980 · E 1,0001{,}000 · F 5,4725{,}472

Spørsmål 23 (sjanger T3 — ekvipartisjon og frihetsgrader, altså «tell frihetsgradene og finn CVC_V, CPC_P eller γ\gamma»)

Ved høy temperatur har en toatomig gass fått vibrasjonsmoden aktivert, slik at adiabateksponenten er målt til γ=1,2857\gamma = 1{,}2857. Hva er den molare varmekapasiteten CPC_P for gassen, i J/(molK)\text{J/(mol}\cdot\text{K)}?

A 37,41337{,}413 · B 20,78520{,}785 · C 29,09929{,}099 · D 12,47112{,}471 · E 45,72745{,}727 · F 10,68910{,}689

Spørsmål 24 (sjanger T4 — adiabatisk prosess, altså «bruk pVγpV^{\gamma} eller TVγ1TV^{\gamma-1} konstant til å finne en ny tilstand»)

Luft (γ=1,40\gamma = 1{,}40) komprimeres raskt i en sykkelpumpe fra 101kPa101\,\text{kPa} og 291K291\,\text{K} til 780kPa780\,\text{kPa}. Kompresjonen er så rask at den kan regnes adiabatisk. Hva er sluttemperaturen, i kelvin?

A 22472247 · B 521,8521{,}8 · C 659,2659{,}2 · D 1253,21253{,}2 · E 458,3458{,}3 · F 162,3162{,}3

Spørsmål 25 (sjanger T8 — hovedsetningene som fortegnsanalyse, altså «avgjør fortegnet på QQ, WW og ΔU\Delta U, eller om en prosess er mulig»)

Fire maskiner arbeider alle mellom reservoarer på Tv=800KT_v = 800\,\text{K} og Tk=320KT_k = 320\,\text{K}. Hvilken av de beskrevne ytelsene er umulig?

A en varmekraftmaskin med virkningsgrad 0,52\text{en varmekraftmaskin med virkningsgrad } 0{,}52 · B en varmepumpe med effektfaktor εV=1,55\text{en varmepumpe med effektfaktor } \varepsilon_V = 1{,}55 · C en varmekraftmaskin med virkningsgrad 0,68\text{en varmekraftmaskin med virkningsgrad } 0{,}68 · D et kjøleskap med effektfaktor εK=0,54\text{et kjøleskap med effektfaktor } \varepsilon_K = 0{,}54 · E en reversibel maskin med virkningsgrad 0,60\text{en reversibel maskin med virkningsgrad } 0{,}60 · F en varmekraftmaskin som avgir 40 % av tilført varme\text{en varmekraftmaskin som avgir } 40\ \% \text{ av tilført varme}

Spørsmål 26 (sjanger T5 — kretsprosess og virkningsgrad, altså «en gass føres rundt en lukket sløyfe — finn varme, arbeid og virkningsgrad»)

Otto-syklusen i spørsmål 26–29. 0,0400mol0{,}0400\,\text{mol} toatomig gass (γ=1,40\gamma = 1{,}40, CV=52RC_V = \tfrac52R) gjennomgår en Otto-syklus: adiabatisk kompresjon fra T1=300KT_1 = 300\,\text{K} med kompresjonsforhold r=9,00r = 9{,}00, deretter isokor varmetilførsel Qinn=1250JQ_\text{inn} = 1250\,\text{J}, så adiabatisk ekspansjon tilbake til utgangsvolumet, og til slutt isokor avkjøling. Hva er temperaturen etter kompresjonen, T2T_2, i kelvin?

A 27002700 · B 722,5722{,}5 · C 65026502 · D 1298,01298{,}0 · E 124,6124{,}6 · F 562,0562{,}0

Spørsmål 27 (sjanger T5)

Samme Otto-syklus. Hva er den høyeste temperaturen i syklusen, T3T_3, i kelvin?

A 32283228 · B 15031503 · C 17961796 · D 22262226 · E 18031803 · F 17401740

Spørsmål 28 (sjanger T5)

Samme Otto-syklus. Hva er virkningsgraden?

A 0,86520{,}8652 · B 0,41520{,}4152 · C 0,95390{,}9539 · D 0,58480{,}5848 · E 0,88890{,}8889 · F 0,76890{,}7689

Spørsmål 29 (sjanger T5)

Samme Otto-syklus. Hvor stort er netto arbeid per syklus, i joule?

A 12501250 · B 519519 · C 17691769 · D 10821082 · E 731731 · F 351351

Spørsmål 30 (sjanger T5)

En Stirling-maskin med ideell regenerator bruker 0,250mol0{,}250\,\text{mol} ideell gass mellom 620K620\,\text{K} og 300K300\,\text{K}, med volumforhold 2,502{,}50 i de to isoterme trinnene. Hvor stort er netto arbeid per syklus, i joule?

A 1180,81180{,}8 · B 1662,81662{,}8 · C 1752,11752{,}1 · D 571,4571{,}4 · E 609,4609{,}4 · F 1523,61523{,}6

— naturlig pausepunkt —

Spørsmål 31 (sjanger T7 — entropi, altså «finn entropiendringen til gassen, til omgivelsene eller til universet»)

6,00kg6{,}00\,\text{kg} vann på 350K350\,\text{K} blandes med 6,00kg6{,}00\,\text{kg} vann på 290K290\,\text{K} i en isolert beholder. Spesifikk varmekapasitet er 4186J/(kgK)4186\,\text{J/(kg}\cdot\text{K)}. Hvor mye øker universets entropi, i J/K?

A 221,72221{,}72 · B 2472,422472{,}42 · C 2250,70-2250{,}70 · D 4709,24709{,}2 · E 221,72-221{,}72 · F 443,44443{,}44

Spørsmål 32 (sjanger T7)

1,50mol1{,}50\,\text{mol} ideell gass er stengt inne i den ene halvdelen av en isolert, stiv beholder. En ventil åpnes, og gassen fyller hele beholderen uten å gjøre arbeid og uten varmeutveksling. Hvor mye endres universets entropi, i J/K?

A 0,00000{,}0000 · B 8,6442-8{,}6442 · C 8,64428{,}6442 · D 21,610621{,}6106 · E 24,94224{,}942 · F 17,288517{,}2885

Spørsmål 33 (sjanger T6 — varmepumpe og kjøleskap, altså «finn effektfaktoren, eller hvor mye varme som flyttes per arbeid»)

Et kjøleskap holder 275K275\,\text{K} innvendig i et kjøkken på 298K298\,\text{K}. Hva er det minste elektriske arbeidet som kreves for å fjerne 500J500\,\text{J} varme fra kjølerommet, i joule?

A 38,5938{,}59 · B 59785978 · C 541,8541{,}8 · D 41,8241{,}82 · E 62166216 · F 500500

Spørsmål 34 (sjanger T9 — varmeledning, altså «legg sammen termiske motstander i serie og finn varmefluks, U-verdi eller en grenseflatetemperatur»)

En yttervegg har U-verdi 0,1800{,}180 og inneholder vinduer med U-verdi 1,20W/(m2K)1{,}20\,\text{W/(m}^2\cdot\text{K)}. Vinduene utgjør 12,0%12{,}0\,\% av veggflaten. Hva er den samlede U-verdien for veggen, i W/(m2K)\text{W/(m}^2\cdot\text{K)}?

A 0,69000{,}6900 · B 1,07761{,}0776 · C 0,20040{,}2004 · D 1,3801{,}380 · E 0,1800{,}180 · F 0,30240{,}3024

Spørsmål 35 (sjanger T10 — varmestråling, altså «bruk σT4\sigma T^4 til å finne utstrålt effekt, en platetemperatur eller en bølgelengde»)

To store, parallelle svarte plater holder 640K640\,\text{K} og 300K300\,\text{K}. En tynn, svart plate henger fritt mellom dem, uten annen varmeutveksling enn stråling. Hvilken stasjonær temperatur får midtplata, i kelvin?

A 296540296540 · B 470,0470{,}0 · C 438,2438{,}2 · D 544,6544{,}6 · E 531,6531{,}6 · F 647,6647{,}6

Spørsmål 36 (sjanger T10)

Mellom de samme to platene (640K640\,\text{K} og 300K300\,\text{K}) settes det nå inn 33 tynne, svarte strålingsskjermer. Hvor stor blir varmefluksen mellom platene, i W/m2\text{W/m}^2?

A 9053,49053{,}4 · B 2263,42263{,}4 · C 1810,71810{,}7 · D 189,4256189{,}4256 · E 565,8565{,}8 · F 3017,83017{,}8

Spørsmål 37 (sjanger T11 — van der Waals og fasediagram, altså «finn det kritiske punktet fra aa og bb, eller les av hvilken fase stoffet er i»)

Nitrogen har van der Waals-konstantene a=0,1370Pam6/mol2a = 0{,}1370\,\text{Pa}\cdot\text{m}^6/\text{mol}^2 og b=3,87105m3/molb = 3{,}87\cdot10^{-5}\,\text{m}^3/\text{mol}. Hva er det kritiske trykket, i MPa?

A 126,161126{,}161 · B 91,47491{,}474 · C 0,0340{,}034 · D 6,7766{,}776 · E 1,6941{,}694 · F 3,3883{,}388

Spørsmål 38 (sjanger T11)

Et stoff har trippelpunkt ved pt=5,18barp_t = 5{,}18\,\text{bar} og Tt=217KT_t = 217\,\text{K}, og kritisk punkt ved pc=73,8barp_c = 73{,}8\,\text{bar} og Tc=304KT_c = 304\,\text{K}. Hva skjer når du varmer opp stoffet fra fast form ved konstant trykk 1,0bar1{,}0\,\text{bar}?

A det smelter til væske og koker deretter ved en høyere temperatur\text{det smelter til væske og koker deretter ved en høyere temperatur} · B det ga˚r over i en overkritisk fase uten skarp faseovergang\text{det går over i en overkritisk fase uten skarp faseovergang} · C det smelter, men kan ikke koke fordi trykket er under det kritiske\text{det smelter, men kan ikke koke fordi trykket er under det kritiske} · D det forblir fast uansett temperatur, siden trykket er for lavt\text{det forblir fast uansett temperatur, siden trykket er for lavt} · E det blir flytende først na˚r temperaturen passerer 304K\text{det blir flytende først når temperaturen passerer } 304\,\text{K} · F det sublimerer direkte fra fast til gass, uten a˚ bli flytende\text{det sublimerer direkte fra fast til gass, uten å bli flytende}

Spørsmål 39 (sjanger T12 — Clausius–Clapeyron, altså «finn damptrykket ved en ny temperatur med kokepunktet som referanse»)

Vann koker ved 373,15K373{,}15\,\text{K} når trykket er 101,3kPa101{,}3\,\text{kPa}, og fordampningsvarmen er 40,66kJ/mol40{,}66\,\text{kJ/mol}. Anslå damptrykket ved 353,15K353{,}15\,\text{K}, i kPa.

A 213213 · B 95,995{,}9 · C 48,248{,}2 · D 50,250{,}2 · E 0,0004960{,}000496 · F 101,2101{,}2

Spørsmål 40 (sjanger T14 — numerisk iterasjon, altså «kjør en fikspunktiterasjon eller en Euler-tabell for hånd»)

Maksimum i Plancks strålingslov gir likningen x=5(1ex)x = 5\left(1 - e^{-x}\right), som løses med fikspunktiterasjonen xn+1=5(1exn)x_{n+1} = 5\left(1 - e^{-x_n}\right). Start med x0=4,000x_0 = 4{,}000 og utfør tre iterasjoner. Hva er x3x_3, med fem desimaler?

A 4,963084{,}96308 · B 4,908424{,}90842 · C 4,965114{,}96511 · D 4,993224{,}99322 · E 5,000005{,}00000 · F 4,965044{,}96504

Løsningsforslag — spørsmål 1 (sjanger M10)
Løsningsforslag — spørsmål 2 (sjanger M10)
Løsningsforslag — spørsmål 3 (sjanger M10)
Løsningsforslag — spørsmål 4 (sjanger M11)
Løsningsforslag — spørsmål 5 (sjanger M1)
Løsningsforslag — spørsmål 6 (sjanger M1)
Løsningsforslag — spørsmål 7 (sjanger M2)
Løsningsforslag — spørsmål 8 (sjanger M3)
Løsningsforslag — spørsmål 9 (sjanger M3)
Løsningsforslag — spørsmål 10 (sjanger M5)
Løsningsforslag — spørsmål 11 (sjanger M5)
Løsningsforslag — spørsmål 12 (sjanger M6)
Løsningsforslag — spørsmål 13 (sjanger M6)
Løsningsforslag — spørsmål 14 (sjanger M4)
Løsningsforslag — spørsmål 15 (sjanger M4)
Løsningsforslag — spørsmål 16 (sjanger M8)
Løsningsforslag — spørsmål 17 (sjanger M8)
Løsningsforslag — spørsmål 18 (sjanger M7)
Løsningsforslag — spørsmål 19 (sjanger M7)
Løsningsforslag — spørsmål 20 (sjanger M9)
Løsningsforslag — spørsmål 21 (sjanger T1)
Løsningsforslag — spørsmål 22 (sjanger T2)
Løsningsforslag — spørsmål 23 (sjanger T3)
Løsningsforslag — spørsmål 24 (sjanger T4)
Løsningsforslag — spørsmål 25 (sjanger T8)
Løsningsforslag — spørsmål 26 (sjanger T5)
Løsningsforslag — spørsmål 27 (sjanger T5)
Løsningsforslag — spørsmål 28 (sjanger T5)
Løsningsforslag — spørsmål 29 (sjanger T5)
Løsningsforslag — spørsmål 30 (sjanger T5)
Løsningsforslag — spørsmål 31 (sjanger T7)
Løsningsforslag — spørsmål 32 (sjanger T7)
Løsningsforslag — spørsmål 33 (sjanger T6)
Løsningsforslag — spørsmål 34 (sjanger T9)
Løsningsforslag — spørsmål 35 (sjanger T10)
Løsningsforslag — spørsmål 36 (sjanger T10)
Løsningsforslag — spørsmål 37 (sjanger T11)
Løsningsforslag — spørsmål 38 (sjanger T11)
Løsningsforslag — spørsmål 39 (sjanger T12)
Løsningsforslag — spørsmål 40 (sjanger T14)
En arbeidsprotokoll på midtnivå, ærlig merket

Poengoversikt og selvdiagnose

BolkSpørsmålSjangrePoengDitt resultat
Kinematikk-klyngen og krumning1–4M10, M114\\\\
Skråplan og terminalfart5–7M1, M23\\\\
Rulling, gliding og dreieimpuls8–11M3, M54\\\\
Elastisk støt og ballistisk pendel12–13M62\\\\
Steiner og trinse14–15M42\\\\
Fysisk og konisk pendel16–17M82\\\\
Demping og resonans18–19M72\\\\
Statikk20M91\\\\
Gass, fartsforhold og varmekapasitet21–23T1, T2, T33\\\\
Adiabat og mulighetsanalyse24–25T4, T82\\\\
Otto-klyngen og Stirling26–30T55\\\\
Entropi ved irreversible prosesser31–32T72\\\\
Kjøleskap og sammensatt vegg33–34T6, T92\\\\
Platebalanse og skjermer35–36T102\\\\
Reell gass og fasediagram37–38T112\\\\
Damptrykk og iterasjon39–40T12, T142\\\\
Sum4040\\\\

Poengene er bokas egne; arkivet oppgir ingen karaktergrenser. C er en god og vanlig karakter.

Selvdiagnose


Kryss av det du faktisk gjorde.
De tyngre variantenes egne feller:
- ☐ Fant jeg maksimum i spørsmål 1 ved å derivere, og ikke ved å anta at ω0\omega_0 er maksimalfarten?
- ☐ Brukte jeg faktoritetsintegralet 0uneudu=n!\int_0^\infty u^ne^{-u}du = n! i spørsmål 2, i stedet for å delvis integrere?
- ☐ Målte jeg dd i Steiners sats fra massesenteret i spørsmål 14?
- ☐ Brukte jeg høyden LcosθL\cos\theta, ikke snorlengden, i den koniske pendelen (spm. 17)?
- ☐ La jeg spinn og bane sammen i spørsmål 11, og oppgav retningen?
- ☐ Talte jeg mellomrom og ikke skjermer i spørsmål 36?
- ☐ Tok jeg med begge vannmengder i entropiregnskapet i spørsmål 31?
Kelvin, enheter og fortegn:
- ☐ Var alle temperaturer i kelvin i spørsmål 21, 24–33 og 39?
- ☐ Var fordampningsvarmen i J/mol og ikke kJ/mol i spørsmål 39?
- ☐ Ga entropiregnestykkene i 31 og 32 positive svar, som irreversible prosesser må?
- ☐ Er γ\gamma i termohalvdelen dimensjonsløs, og γ=b/2m\gamma = b/2m i spørsmål 18–19 oppgitt i s1\text{s}^{-1}?
Klyngearbeid:
- ☐ Regnet jeg rγ1r^{\gamma-1} én gang med fem siffer og gjenbrukte den i spørsmål 26, 28 og 29?

- ☐ Kontrollerte jeg Otto-virkningsgraden på to måter (1r1γ1-r^{1-\gamma} og W/QinnW/Q_\text{inn}) før jeg brukte den?

- ☐ Sjekket jeg at syklusen ligger under Carnot-grensen?

Hvis noe skar seg:

- ☐ Bommet du på 1–3? Tilbake til kap. 1.1 og drillen i kap. 1.3.

- ☐ Bommet du på 10 eller 11? Gliding → rulling og spinn/bane står i kap. 4.2, med drill i kap. 4.4.
- ☐ Bommet du på 16 eller 17? Pendlene står i kap. 5.1, med drill i kap. 5.3.
- ☐ Bommet du på 26–30? Kretsprosessene står i kap. 8.1, med drill i kap. 8.3.
- ☐ Bommet du på 35 eller 36? Platebalansen står i kap. 9.2, med drill i kap. 9.3.
- ☐ Bommet du på 37–39? Reelle gasser og faseoverganger står i kap. 10.1 og kap. 10.2, med drill i kap. 10.3.

Symbol- og formelliste

Dette kapitlet er skrevet av Anthropics toppmodeller (Claude Opus og Claude Fable) og er foreløpig ikke manuelt gjennomgått — kvalitetskontrollen gjøres av uavhengige KI-agenter, og innmeldte feil rettes fortløpende. Funnet en feil? Meld fra, så retter vi den. Les mer om hvordan innholdet lages.

Skolesaga er en uavhengig læringsressurs og er ikke tilknyttet eller godkjent av Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet. Dette er ikke offisielt studiemateriell. Les mer.