Λύσεις — Κεφάλαιο 2 (Ερωτήσεις σελ. 29) – ΗΛΕΚΤΡΟΘΕΡΑΠΕΙΑ Ι Γ΄ ΕΠΑΛ

Λύσεις — Κεφάλαιο 2 (Ερωτήσεις σελ. 29)

Απαντήσεις στις 4 ερωτήσεις του κεφαλαίου 2.

Ερώτηση 1 — Τρόποι σύνδεσης κυκλώματος

Ερώτηση: Με πόσους τρόπους συνδέεται ένα κύκλωμα;

Απάντηση:

• Ένα κύκλωμα αποτελείται από μέρη (στοιχεία), τα οποία συνδέονται με δύο διαφορετικούς τρόπους (σελ. 24-26):
• Α) Σε σειρά: τα στοιχεία συνδέονται το ένα κατόπιν του άλλου και τα διαρρέει η ίδια ένταση ρεύματος. Η συνολική αντίσταση ισούται με το άθροισμα των επιμέρους: R = R1 + R2 + R3, και η διαφορά δυναμικού σε κάθε στοιχείο είναι V1 = I·R1, V2 = I·R2, V3 = I·R3. Παράδειγμα: R1 = 50 Ω, R2 = 30 Ω, R3 = 20 Ω, V = 200 V → R = 100 Ω, I = 200/100 = 2 A, V1 = 100 V, V2 = 60 V, V3 = 40 V.
• Β) Παράλληλα: τα στοιχεία συνδέονται έτσι ώστε η διαφορά δυναμικού στα άκρα τους να είναι ίδια. Τα φορτία ακολουθούν τα στοιχεία με τη μικρότερη αντίσταση· η συνολική αντίσταση είναι μικρότερη από κάθε μία ξεχωριστά (1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3) και η ένταση κάθε κλάδου είναι αντιστρόφως ανάλογη της αντίστασής του: I1 = 200/50 = 4 A, I2 = 200/30 = 6,67 A, I3 = 200/20 = 10 A.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Με δύο τρόπους: σε σειρά (ίδια ένταση, R = άθροισμα) και παράλληλα (ίδια τάση, R ολική μικρότερη από κάθε επιμέρους).

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 2 — Τύπος νόμου Joule

Ερώτηση: Ποιος είναι ο τύπος του νόμου του Joule; Να αναφέρεις σε τι μετράται το κάθε σύμβολο.

Απάντηση:

• Το φαινόμενο Joule είναι ο μετασχηματισμός της ενέργειας του ρεύματος, καθώς περνά μέσα από αντίσταση, σε θερμική ενέργεια. Νόμος του Joule: το ποσό θερμότητας Q που εκλύεται από αγωγό αντίστασης R, ο οποίος διαρρέεται από ρεύμα έντασης I σε χρόνο t, είναι ανάλογο του τετραγώνου της έντασης του ρεύματος, ανάλογο της αντίστασης και ανάλογο του χρόνου διέλευσης (σελ. 27):

• Q = 0,24 · I² · R · t

  όπου:

  • I = ένταση σε Amperes
  • R = αντίσταση σε Ohms
  • t = χρόνος σε sec
  • Q = ποσό θερμότητας σε cal (θερμίδες)

  Σημείωση: στο βιβλίο ο τύπος τυπώνεται «Q = 0,24 · I · R · t», αλλά η διατύπωση του νόμου αναφέρει ρητά το τετράγωνο της έντασης, οπότε ο σωστός τύπος είναι με I². Ο συντελεστής 0,24 μετατρέπει τα Joule σε θερμίδες.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Q = 0,24·I²·R·t — I ένταση σε Amperes, R αντίσταση σε Ohms, t χρόνος σε sec, Q θερμότητα σε cal.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Ο τύπος στο βιβλίο τυπώνεται χωρίς το τετράγωνο (τυπογραφικό), ενώ το κείμενο αναφέρει «ανάλογο του τετραγώνου της εντάσεως».

Ερώτηση 3 — Ηλεκτρόλυση

Ερώτηση: Τι είναι ηλεκτρόλυση;

Απάντηση:

• Η διαδικασία της αγωγιμότητας μέσα από πολλές ουσίες προκαλεί σε αυτές χημικές μεταβολές. Ηλεκτρόλυση ονομάζουμε αυτή τη διαδικασία αγωγιμότητας, δηλαδή τη δίοδο ηλεκτρικού ρεύματος, όπου παρουσιάζονται χημικές μεταβολές (σελ. 27).
• Τις ουσίες που μεταφέρουν το ηλεκτρικό ρεύμα με αυτόν τον τρόπο τις ονομάζουμε ηλεκτρολύτες· στις περισσότερες περιπτώσεις είναι υγρά — τα σπουδαιότερα είναι υδατικά διαλύματα οξέων, βάσεων και αλάτων. Στην ηλεκτροθεραπεία η ηλεκτρόλυση εξηγεί τα φυσικοχημικά αποτελέσματα του συνεχούς (γαλβανικού) ρεύματος στους ιστούς (μεταφορά ιόντων, ιοντοφόρεση, χημικά εγκαύματα).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η δίοδος ηλεκτρικού ρεύματος μέσα από ουσίες (ηλεκτρολύτες) κατά την οποία παρουσιάζονται χημικές μεταβολές.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 4 — Νόμος Faraday

Ερώτηση: Να αναφέρεις τον νόμο του Faraday και να εξηγήσεις τα σύμβολα.

Απάντηση:

• Νόμος του Faraday: η διέλευση ηλεκτρικού ρεύματος μέσα από τους ηλεκτρολύτες παράγει μία ηλεκτρολυόμενη μάζα, η οποία είναι ανάλογη της εντάσεως του ρεύματος και του χρόνου εφαρμογής του (σελ. 28):

• m = (1 / n·F) · I · t

  όπου:

  • m = η ηλεκτρολυόμενη μάζα
  • I = η ένταση του ρεύματος
  • t = ο χρόνος εφαρμογής του ρεύματος
  • n = τα γραμμομόρια (moles)
  • F = η σταθερά του Faraday, που ισούται με 96.500 C (Coulomb)

  Ο νόμος έχει σημασία για την ιοντοφόρεση: η ποσότητα φαρμακευτικής ουσίας που εισάγεται στους ιστούς με συνεχές ρεύμα εξαρτάται από την ένταση και τον χρόνο εφαρμογής.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η ηλεκτρολυόμενη μάζα είναι ανάλογη έντασης και χρόνου: m = (1/nF)·I·t — m μάζα, I ένταση, t χρόνος, n γραμμομόρια, F = 96.500 C.

Κριτήρια αξιολόγησης: