I85PREP
⌘ K
Državna Matura Physics study materials
Državna Matura Physics study resources

Državna Matura Physics practice questions

One question at a time. Build your Državna Matura Physics understanding.

First 50 of 200 questions. Each one lists the choices, the correct answer, and an explanation. The checker at the top of this page saves progress in this browser when it is available.

Continue in the practice tool above to load more questions, 50 at a time.

Question 1Mehanika

Automobil kreće iz mirovanja i giba se jednoliko ubrzano akceleracijom 2 m/s². Koliki put prijeđe u prvih 5 s gibanja?

  1. 25 m Correct answer.
  2. 100 m
  3. 10 m
  4. 50 m

Explanation

Kod jednoliko ubrzanog gibanja iz mirovanja prijeđeni put računa se izrazom s = ½at². Uvrštavanjem a = 2 m/s² i t = 5 s dobijemo s = ½ · 2 · 25 = 25 m. Brzina na kraju intervala iznosi 10 m/s, ali brzina nije put.

Question 2Mehanika

Na tijelo mase 4 kg djeluje ukupna (rezultantna) sila iznosa 12 N. Kolika je akceleracija tijela?

  1. 3 m/s² Correct answer.
  2. 12 m/s²
  3. 48 m/s²
  4. 0,33 m/s²

Explanation

Prema drugom Newtonovom zakonu rezultantna sila jednaka je umnošku mase i akceleracije, F = m·a. Zato je a = F/m = 12 N / 4 kg = 3 m/s². Sila i masa zadane su u SI jedinicama pa rezultat slijedi izravno.

Question 3Mehanika

Koja je SI jedinica impulsa sile?

  1. W (vat)
  2. N·m
  3. N·s Correct answer.
  4. J (džul)

Explanation

Impuls sile definira se kao umnožak sile i vremena njezina djelovanja, I = F·t, pa je njegova SI jedinica njutn sekunda (N·s). Ta je jedinica ekvivalentna izrazu kg·m/s, što je ujedno jedinica količine gibanja, pa su impuls sile i promjena količine gibanja istih jedinica.

Question 4Mehanika

S vrha tornja visokog 20 m bačena je lopta vodoravno brzinom 15 m/s. Otpor zraka zanemarujemo, a g = 10 m/s². Kolika je vodoravna udaljenost lopte od podnožja tornja u trenutku pada na tlo?

  1. 20 m
  2. 30 m Correct answer.
  3. 15 m
  4. 60 m

Explanation

Vodoravni hitac rastavlja se na vodoravno gibanje stalnom brzinom i okomiti slobodni pad. Vrijeme pada ovisi samo o visini: t = √(2h/g) = √(2·20/10) = 2 s. U tom vremenu lopta vodoravno prijeđe x = v·t = 15 · 2 = 30 m.

Question 5Mehanika

Kutija mase 5 kg miruje na vodoravnoj glatkoj podlozi. Na nju djeluje stalna vodoravna sila 10 N duž puta od 4 m. Kolika je brzina kutije na kraju tog puta?

  1. 2 m/s
  2. 6,3 m/s
  3. 16 m/s
  4. 4 m/s Correct answer.

Explanation

Rad stalne sile je W = F·s = 10 · 4 = 40 J, a budući da nema trenja, sav rad pretvara se u kinetičku energiju. Iz ½mv² = 40 J i m = 5 kg slijedi v² = 16, odnosno v = 4 m/s.

Question 6Mehanika

Kuglica mase 2 kg giba se brzinom 3 m/s po glatkoj vodoravnoj podlozi i sudari se s kuglicom mase 4 kg koja miruje. Sudar je savršeno plastičan pa se kuglice nakon njega gibaju zajedno. Kolika je njihova zajednička brzina?

  1. 1,5 m/s
  2. 1 m/s Correct answer.
  3. 0,5 m/s
  4. 3 m/s

Explanation

U vodoravnom smjeru ne djeluju vanjske sile pa vrijedi zakon očuvanja količine gibanja. Ukupna količina gibanja prije sudara iznosi 2 · 3 = 6 kg·m/s, a nakon sudara (2 + 4)·v. Iz 6v = 6 slijedi v = 1 m/s.

Question 7Mehanika

Tijelo se giba po kružnici polumjera 2 m stalnom brzinom iznosa 6 m/s. Kolika je centripetalna akceleracija tijela?

  1. 12 m/s²
  2. 3 m/s²
  3. 36 m/s²
  4. 18 m/s² Correct answer.

Explanation

Centripetalna akceleracija usmjerena je prema središtu kružnice i iznosi a = v²/r. Uvrštavanjem v = 6 m/s i r = 2 m dobijemo a = 36/2 = 18 m/s². Brzina se po iznosu ne mijenja, ali se stalno mijenja njezin smjer pa tijelo ima akceleraciju.

Question 8Mehanika

Dva tijela privlače se gravitacijskom silom iznosa F. Ako se masa jednog tijela udvostruči, a udaljenost među tijelima poveća tri puta, kolika je nova sila?

  1. 2F/9 Correct answer.
  2. 18F
  3. 6F
  4. 2F/3

Explanation

Newtonov zakon gravitacije glasi F = G·m₁·m₂/r². Udvostručenje jedne mase udvostručuje silu, a utrostručenje udaljenosti smanjuje je devet puta jer sila opada s kvadratom udaljenosti. Nova sila zato iznosi (2/9)·F.

Question 9Mehanika

Blok mase 2 kg pušten je s vrha hrapave kosine nagiba 30°. Koeficijent trenja između bloka i kosine iznosi 0,2. Kolika je akceleracija bloka niz kosinu? (g = 10 m/s², sin 30° = 0,50, cos 30° = 0,87)

  1. 3,3 m/s² Correct answer.
  2. 5,0 m/s²
  3. 3,0 m/s²
  4. 6,7 m/s²

Explanation

Duž kosine djeluju komponenta teže mg·sin α niz kosinu i sila trenja μ·mg·cos α uz kosinu. Iz drugog Newtonovog zakona slijedi a = g(sin α − μ·cos α) = 10 · (0,50 − 0,2 · 0,87) ≈ 3,3 m/s². Masa se pri tome krati pa na iznos akceleracije ne utječe.

Question 10Mehanika

Opruga konstante 100 N/m stisnuta je za 20 cm. Kolikom brzinom napusti blok mase 0,25 kg oprugu ako je podloga glatka?

  1. 8,0 m/s
  2. 2,0 m/s
  3. 5,7 m/s
  4. 4,0 m/s Correct answer.

Explanation

Elastična potencijalna energija stisnute opruge iznosi ½kx² = ½ · 100 · 0,20² = 2 J. Na glatkoj podlozi ta se energija sva pretvara u kinetičku: ½mv² = 2 J. Iz ½ · 0,25 · v² = 2 slijedi v² = 16, odnosno v = 4 m/s.

Question 11Mehanika

Koja je od navedenih kinematičkih ili dinamičkih veličina skalarna veličina?

  1. put Correct answer.
  2. akceleracija
  3. sila
  4. brzina

Explanation

Skalarne veličine opisuju se samo iznosom, dok je za vektorske veličine potreban i smjer. Put je skalarna veličina jer nema smjer, a brzina, akceleracija i sila su vektori.

Question 12Mehanika

Dječak gurne zid silom iznosa 50 N. Kolikom silom i u kojem smjeru zid djeluje na dječaka?

  1. 0 N jer zid miruje
  2. 50 N u istom smjeru kao sila kojom dječak djeluje na zid
  3. 50 N u smjeru suprotnom od sile kojom dječak djeluje na zid Correct answer.
  4. 100 N u smjeru suprotnom od sile kojom dječak djeluje na zid

Explanation

Prema trećem Newtonovom zakonu, sile međudjelovanja dvaju tijela jednake su po iznosu i suprotnog smjera. Zid zato djeluje na dječaka silom 50 N u smjeru suprotnom od sile dječaka na zid.

Question 13Mehanika

Komad metala mase 540 g ima obujam 200 cm³. Kolika je gustoća tog metala?

  1. 0,37 g/cm³
  2. 3,7 g/cm³
  3. 108 000 g/cm³
  4. 2,7 g/cm³ Correct answer.

Explanation

Gustoća je omjer mase i obujma, pa je ρ = m/V = 540 g / 200 cm³ = 2,7 g/cm³. Iznos treba izraziti u jedinicama koje odgovaraju podacima u zadatku.

Question 14Mehanika

Lopta je bačena okomito uvis početnom brzinom iznosa 20 m/s. Koliku najveću visinu dosegne ako je g = 10 m/s² i otpor zraka zanemarujemo?

  1. 80 m
  2. 10 m
  3. 20 m Correct answer.
  4. 40 m

Explanation

U najvišoj točki brzina je trenutačno nula, pa se visina dobije iz h = v₀²/(2g). Uvrštavanjem slijedi h = (20 m/s)² / (2 · 10 m/s²) = 20 m.

Question 15Mehanika

Tijelo mase 2 kg poveća brzinu od 3 m/s do 7 m/s. Koliki je rad izvršila ukupna sila na tijelo?

  1. 40 J Correct answer.
  2. 20 J
  3. 80 J
  4. 8 J

Explanation

Prema teoremu o radu i kinetičkoj energiji, rad ukupne sile jednak je promjeni kinetičke energije. Promjena iznosi ΔEₖ = ½ · 2 kg · (7² − 3²) m²/s² = 40 J.

Question 16Mehanika

Mirni top mase 500 kg ispali kuglu mase 5 kg brzinom iznosa 200 m/s. Kolika je brzina topa neposredno nakon ispaljivanja ako zanemarimo vanjske sile?

  1. 2 m/s u smjeru suprotnom od kugle Correct answer.
  2. 200 m/s u smjeru suprotnom od kugle
  3. 1 m/s u smjeru suprotnom od kugle
  4. 0,5 m/s u smjeru kugle

Explanation

Ukupna količina gibanja prije ispaljivanja je nula, pa nakon ispaljivanja mora ostati nula. Iz 5 kg · 200 m/s + 500 kg · v = 0 slijedi v = −2 m/s, što znači 2 m/s u smjeru suprotnom od kugle.

Question 17Mehanika

Tijelo mase 0,5 kg giba se po kružnici polumjera 2 m stalnom brzinom iznosa 4 m/s. Kolika je centripetalna sila koja djeluje na tijelo?

  1. 4 N Correct answer.
  2. 1 N
  3. 2 N
  4. 8 N

Explanation

Centripetalna sila dana je izrazom F = m v² / r. Uvrštavanjem podataka dobije se F = 0,5 kg · (4 m/s)² / 2 m = 4 N.

Question 18Mehanika

Homogena greda duljine 4 m i mase 20 kg leži na dva oslonca na krajevima. Na udaljenosti 1 m od lijevog oslonca visi teret mase 30 kg. Kolika je sila kojom lijevi oslonac djeluje na gredu? Uzmite g = 10 m/s².

  1. 400 N
  2. 325 N Correct answer.
  3. 175 N
  4. 250 N

Explanation

Za ravnotežu greda uzimamo momente oko desnog oslonca. Težina tereta od 300 N djeluje na kraku 3 m, a težina grede od 200 N na kraku 2 m, pa je N_l · 4 m = 300 N · 3 m + 200 N · 2 m. Slijedi N_l = 325 N.

Question 19Mehanika

Dva utega masa 3 kg i 1 kg obješena su preko glatke nepomične koloture neistezljivom niti zanemarive mase. Kolika je akceleracija sustava ako je g = 10 m/s²?

  1. 2,5 m/s²
  2. 10 m/s²
  3. 7,5 m/s²
  4. 5 m/s² Correct answer.

Explanation

Za Atwoodovu napravu vrijedi a = (m₁ − m₂)g / (m₁ + m₂). Uvrštavanjem masa dobije se a = (3 − 1) · 10 / (3 + 1) = 5 m/s².

Question 20Mehanika

Tijelo mase 10 kg vuče se stalnom brzinom po vodoravnoj podlozi vodoravnom silom iznosa 20 N. Koliki je koeficijent trenja klizanja između tijela i podloge? Uzmite g = 10 m/s².

  1. 0,1
  2. 0,2 Correct answer.
  3. 0,5
  4. 2,0

Explanation

Budući da se tijelo giba stalnom brzinom, ukupna vodoravna sila je nula, pa je sila trenja jednaka vučnoj sili od 20 N. Normalna sila iznosi N = mg = 100 N, a koeficijent trenja je μ = F_tr / N = 20/100 = 0,2.

Question 21Mehanika

Vlak se giba jednoliko po pravcu brzinom 72 km/h. Koliki put prijeđe u 2 minute?

  1. 1440 m
  2. 240 m
  3. 2400 m Correct answer.
  4. 8640 m

Explanation

Brzinu najprije pretvorimo u m/s: 72 km/h = 20 m/s. Vrijeme od 2 minute iznosi 120 s, pa je put s = v·t = 20 m/s · 120 s = 2400 m.

Question 22Mehanika

Kolika je kinetička energija tijela mase 2 kg koje se giba brzinom 3 m/s?

  1. 3 J
  2. 18 J
  3. 9 J Correct answer.
  4. 6 J

Explanation

Kinetička energija računa se izrazom Ek = ½·m·v². Uvrštavanjem m = 2 kg i v = 3 m/s dobijemo Ek = ½·2·9 = 9 J.

Question 23Mehanika

Kutija mase 4 kg miruje na vodoravnom stolu. Kolika je normalna sila kojom stol djeluje na kutiju? (g = 10 m/s²)

  1. 40 N Correct answer.
  2. 0 N
  3. 4 N
  4. 20 N

Explanation

Kutija miruje pa je rezultantna sila na nju jednaka nuli. Normalna sila po iznosu je jednaka težini: N = m·g = 4 kg · 10 m/s² = 40 N.

Question 24Mehanika

Na tijelo mase 3 kg djeluju dvije vodoravne sile: 10 N prema istoku i 4 N prema zapadu. Kolika je akceleracija tijela?

  1. 4,67 m/s² prema istoku
  2. 14 m/s² prema istoku
  3. 2 m/s² prema zapadu
  4. 2 m/s² prema istoku Correct answer.

Explanation

Sile imaju suprotan smjer pa je rezultantna sila 10 N − 4 N = 6 N prema istoku. Po drugom Newtonovom zakonu a = F/m = 6 N / 3 kg = 2 m/s², i to prema istoku.

Question 25Mehanika

Tijelo je bačeno s vodoravne podloge početnom brzinom 20 m/s pod kutom 45° prema horizontali. Otpor zraka zanemarujemo, g = 10 m/s². Koliki je domet tijela na vodoravnoj podlozi?

  1. 10 m
  2. 40 m Correct answer.
  3. 80 m
  4. 20 m

Explanation

Domet kosog hitca na vodoravnoj podlozi računa se izrazom R = v²·sin(2α)/g. Za v = 20 m/s i α = 45° vrijedi R = 400·sin90°/10 = 40 m.

Question 26Mehanika

Kutija mase 10 kg miruje na vodoravnoj podlozi. Koeficijent statičkog trenja između kutije i podloge iznosi 0,4. Kolika je najmanja vodoravna sila potrebna da se kutija pokrene? (g = 10 m/s²)

  1. 0 N
  2. 100 N
  3. 4 N
  4. 40 N Correct answer.

Explanation

Najveća sila statičkog trenja iznosi Ftr = μs·N, a na vodoravnoj podlozi N = m·g. Dakle je Ftr = 0,4·10 kg·10 m/s² = 40 N, pa je tolikom silom potrebno djelovati da se kutija pokrene.

Question 27Mehanika

Tijelo se giba po kružnici polumjera 0,5 m stalnom brzinom. Ophodno vrijeme (period) iznosi 2 s. Koliki je iznos brzine tijela? (π ≈ 3,14)

  1. 0,79 m/s
  2. 6,28 m/s
  3. 1,57 m/s Correct answer.
  4. 3,14 m/s

Explanation

Pri jednolikom gibanju po kružnici brzina je v = 2πr/T. Uvrštavanjem r = 0,5 m i T = 2 s dobijemo v = 2·3,14·0,5/2 = 1,57 m/s.

Question 28Mehanika

Dizalica podigne teret mase 200 kg na visinu 10 m u vremenu 5 s. Kolika je prosječna snaga dizalice? (g = 10 m/s²)

  1. 400 W
  2. 20000 W
  3. 2000 W
  4. 4000 W Correct answer.

Explanation

Rad dizalice jednak je promjeni gravitacijske potencijalne energije: W = m·g·h = 200·10·10 = 20000 J. Prosječna snaga je P = W/t = 20000 J / 5 s = 4000 W.

Question 29Mehanika

Tijelo mase 2 kg giba se po hrapavoj vodoravnoj podlozi brzinom 5 m/s. Koeficijent kinetičkog trenja iznosi 0,25. Koliki put prijeđe tijelo do zaustavljanja? (g = 10 m/s²)

  1. 20 m
  2. 2 m
  3. 5 m Correct answer.
  4. 10 m

Explanation

Rad sile trenja troši kinetičku energiju: μ·m·g·d = ½·m·v². Masa se skrati pa je d = v²/(2·μ·g) = 25/(2·0,25·10) = 5 m.

Question 30Mehanika

Dva utega masa 2 kg i 6 kg obješena su na krajevima lagane poluge duljine 80 cm. Gdje treba postaviti oslonac da poluga bude u vodoravnoj ravnoteži?

  1. 60 cm od utega mase 2 kg Correct answer.
  2. 40 cm od utega mase 2 kg
  3. 30 cm od utega mase 6 kg
  4. 20 cm od utega mase 2 kg

Explanation

U ravnoteži su momenti sila s obje strane oslonca jednaki: 2·x = 6·(80 − x), gdje je x udaljenost od utega mase 2 kg. Rješavanjem dobijemo 8x = 480, odnosno x = 60 cm.

Question 31Mehanika

Tijelo slobodno pada iz mirovanja. Koliki je iznos brzine tijela nakon 2 s? Otpor zraka zanemarujemo, a g = 10 m/s².

  1. 10 m/s
  2. 5 m/s
  3. 40 m/s
  4. 20 m/s Correct answer.

Explanation

Pri slobodnom padu iz mirovanja brzina se povećava za g svake sekunde, pa je v = g·t = 10 m/s² · 2 s = 20 m/s. Akceleracija je stalna i usmjerena prema dolje.

Question 32Mehanika

Tijelo kreće iz mirovanja i giba se jednoliko ubrzano akceleracijom 2 m/s². Koliki put prijeđe u prve 4 s?

  1. 4 m
  2. 32 m
  3. 8 m
  4. 16 m Correct answer.

Explanation

Za jednoliko ubrzano gibanje iz mirovanja put je s = ½·a·t². Uvrštavanjem a = 2 m/s² i t = 4 s dobije se s = ½·2·16 = 16 m.

Question 33Mehanika

Opruga konstante elastičnosti 200 N/m rastegnuta je za 5 cm. Kolika je sila kojom opruga djeluje na tijelo koje ju drži rastegnutom?

  1. 40 N
  2. 10 N Correct answer.
  3. 4 N
  4. 100 N

Explanation

Hookeov zakon daje F = k·x, pri čemu produžetak mora biti u metrima. Budući da je 5 cm = 0,05 m, sila je 200 N/m · 0,05 m = 10 N.

Question 34Mehanika

Tijelo je bačeno vodoravno s visine 20 m početnom brzinom iznosa 10 m/s. Na kojoj je vodoravnoj udaljenosti od podnožja tijelo udari u vodoravnu podlogu? Otpor zraka zanemarujemo, g = 10 m/s².

  1. 5 m
  2. 20 m Correct answer.
  3. 10 m
  4. 40 m

Explanation

Okomito gibanje je slobodni pad, pa je vrijeme padanja t = √(2h/g) = √(40/10) = 2 s. Vodoravna brzina ostaje 10 m/s, pa je udaljenost x = v·t = 10·2 = 20 m.

Question 35Mehanika

Na tijelo mase 2 kg koje miruje djeluje stalna vodoravna sila iznosa 20 N tijekom 0,5 s. Koliki iznos brzine tijelo postigne neposredno nakon djelovanja sile? Trenje zanemarujemo.

  1. 20 m/s
  2. 5 m/s Correct answer.
  3. 10 m/s
  4. 2 m/s

Explanation

Impuls sile jednak je promjeni količine gibanja: F·Δt = m·v. Zato je v = F·Δt/m = 20 N · 0,5 s / 2 kg = 5 m/s.

Question 36Mehanika

Tijelo mase 2 kg pušteno je iz mirovanja s vrha glatke kosine visine 5 m. Koliki je iznos brzine tijela na dnu kosine? Otpor zraka i trenje zanemarujemo, g = 10 m/s².

  1. 10 m/s Correct answer.
  2. 20 m/s
  3. 5 m/s
  4. 14 m/s

Explanation

Zbog očuvanja mehaničke energije potencijalna energija na vrhu prelazi u kinetičku na dnu: m·g·h = ½·m·v². Masa se krati, pa je v = √(2gh) = √(2·10·5) = 10 m/s.

Question 37Mehanika

Dva tijela privlače se gravitacijskom silom iznosa F. Ako se udaljenost između njihovih središta udvostruči, a mase tijela ostanu nepromijenjene, koliki je iznos nove gravitacijske sile?

  1. 4F
  2. 2F
  3. F/4 Correct answer.
  4. F/2

Explanation

Prema Newtonovu zakonu gravitacije sila je obrnuto razmjerna kvadratu udaljenosti, F ∝ 1/r². Ako se r udvostruči, nazivnik se poveća četiri puta, pa nova sila iznosi F/4.

Question 38Mehanika

Kotač se vrti stalnom kutnom brzinom iznosa 10 rad/s. Koliki je iznos obodne brzine točke na rubu kotača ako je polumjer kotača 0,2 m?

  1. 0,02 m/s
  2. 5 m/s
  3. 20 m/s
  4. 2 m/s Correct answer.

Explanation

Obodna brzina povezana je s kutnom brzinom izrazom v = ω·r. Uvrštavanjem ω = 10 rad/s i r = 0,2 m dobije se v = 2 m/s.

Question 39Mehanika

Tijelo mase 2 kg giba se niz kosinu duljine 5 m i kuta 37° prema vodoravnoj podlozi. Koeficijent kinetičkog trenja između tijela i kosine iznosi 0,5. Koliki je iznos brzine tijela na dnu kosine ako je na vrhu mirovalo? Uzmite g = 10 m/s², sin 37° = 0,6 i cos 37° = 0,8.

  1. približno 3,2 m/s
  2. približno 6,0 m/s
  3. približno 4,5 m/s Correct answer.
  4. približno 7,7 m/s

Explanation

Visina kosine je h = 5·0,6 = 3 m, pa je početna potencijalna energija 2·10·3 = 60 J. Sila trenja je μmg·cos37° = 0,5·2·10·0,8 = 8 N, a njezin rad 8·5 = 40 J. Na dnu je kinetička energija 20 J, pa je v = √(2·20/2) ≈ 4,5 m/s.

Question 40Mehanika

Homogeni štap mase 10 kg i duljine 2 m može se vrtjeti oko vodoravne osi kroz jedan kraj. Štap je pušten iz mirovanja iz vodoravnog položaja. Kolika je kutna brzina štapa u trenutku kada prolazi kroz okomiti položaj? Moment tromosti štapa oko kraja iznosi I = (1/3)mL², g = 10 m/s².

  1. približno 7,7 rad/s
  2. približno 5,5 rad/s
  3. približno 3,9 rad/s Correct answer.
  4. približno 2,7 rad/s

Explanation

Središte mase spusti se za L/2 = 1 m, pa je promjena potencijalne energije mgL/2 = 100 J. Ta se energija pretvara u rotacijsku kinetičku energiju ½Iω², gdje je I = (1/3)·10·2² = 13,3 kg·m². Slijedi ω = √(2·100/13,3) ≈ 3,9 rad/s.

Question 41Toplina i termodinamika

Za fiksnu količinu idealnog plina unutarnja energija ovisi samo o kojem svojstvu?

  1. volumenu posude
  2. tlaku plina
  3. brzini strujanja plina
  4. termodinamičkoj temperaturi Correct answer.

Explanation

Za idealni plin zanemarujemo međumolekulske sile, pa je unutarnja energija zbroj kinetičkih energija čestica. Za fiksnu količinu plina ona je određena samo termodinamičkom temperaturom.

Question 42Toplina i termodinamika

Dvama tijelima jednakih masa dovedena je jednaka količina topline. Tijelo s većim specifičnim toplinskim kapacitetom imat će:

  1. manji porast temperature Correct answer.
  2. veći porast temperature
  3. jednaki porast temperature
  4. porast temperature koji ne ovisi o masi

Explanation

Iz Q = m c ΔT slijedi ΔT = Q/(m c). Uz jednake mase i jednaku dovedenu toplinu veći specifični toplinski kapacitet daje manji porast temperature.

Question 43Toplina i termodinamika

Temperatura od 300 K približno odgovara kojoj temperaturi na Celzijusovoj skali?

  1. -27 °C
  2. 27 °C Correct answer.
  3. 300 °C
  4. 573 °C

Explanation

Veza je t/°C = T/K − 273,15. Uvrštavanjem T = 300 K dobije se t ≈ 26,85 °C, što zaokruženo iznosi 27 °C.

Question 44Toplina i termodinamika

Idealni plin zatvoren je u posudi stalnog volumena. Ako se njegova termodinamička temperatura poveća s 300 K na 600 K, tlak plina će se:

  1. ostati nepromijenjen
  2. povećati četiri puta
  3. prepoloviti
  4. udvostručiti Correct answer.

Explanation

Pri stalnom volumenu i stalnoj količini plina vrijedi p/T = konst. Budući da se apsolutna temperatura udvostručila, tlak se također udvostručuje.

Question 45Toplina i termodinamika

Plinu je dovedeno 500 J topline, a pri tome je izvršio rad 200 J. Kolika je promjena unutarnje energije plina?

  1. 700 J
  2. −300 J
  3. 200 J
  4. 300 J Correct answer.

Explanation

Prema prvom zakonu termodinamike Q = ΔU + W, gdje je W rad koji plin izvrši. Zato je ΔU = Q − W = 500 J − 200 J = 300 J.

Question 46Toplina i termodinamika

Tijekom taljenja kristalne tvari pri stalnom tlaku temperatura ostaje stalna. Dovedena toplina uglavnom se troši na:

  1. povećanje tlaka unutar tvari
  2. povećanje srednje kinetičke energije čestica
  3. smanjenje broja čestica u tvari
  4. razaranje kristalne rešetke Correct answer.

Explanation

Pri faznoj promjeni temperatura se ne mijenja, pa se srednja kinetička energija čestica ne povećava. Toplina se troši na kidanje veza u kristalnoj rešetki, odnosno na promjenu potencijalne energije.

Question 47Toplina i termodinamika

Toplinski stroj radi između toplijeg spremnika pri 500 K i hladnijeg pri 300 K. Najveći mogući stupanj djelovanja takvog stroja iznosi:

  1. 60 %
  2. 40 % Correct answer.
  3. 20 %
  4. 80 %

Explanation

Najveći stupanj djelovanja određuje Carnotov izraz η = 1 − T_hla/T_topl. Uvrštavanjem dobije se η = 1 − 300/500 = 0,40, odnosno 40 %.

Question 48Toplina i termodinamika

Čelična šipka duljine 2,0 m zagrije se za 50 K. Koeficijent linearnog rastezanja čelika je 1,2 × 10^−5 K^−1. Koliko se šipka produlji?

  1. 12 mm
  2. 0,012 mm
  3. 0,12 mm
  4. 1,2 mm Correct answer.

Explanation

Linearno produljenje računa se iz ΔL = α L ΔT. Uvrštavanjem dobije se ΔL = 1,2 × 10^−5 × 2,0 × 50 m = 1,2 × 10^−3 m, što je 1,2 mm.

Question 49Toplina i termodinamika

Jedan mol idealnog plina izotermno se reverzibilno širi s volumena V na 2V pri temperaturi 300 K. Kolika je približno promjena entropije plina?

  1. 8,3 J/K
  2. 5,8 J/K Correct answer.
  3. 11,5 J/K
  4. 2,9 J/K

Explanation

Za izotermnu reverzibilnu promjenu idealnog plina vrijedi ΔS = nR ln(V2/V1). Uz n = 1 mol i V2/V1 = 2 dobije se ΔS ≈ 8,314 × 0,693 J/K ≈ 5,8 J/K.

Question 50Toplina i termodinamika

Srednja kinetička energija molekula idealnog plina pri temperaturi 300 K približno iznosi: (k = 1,38 × 10^−23 J/K)

  1. 6,21 × 10^−21 J Correct answer.
  2. 4,14 × 10^−21 J
  3. 1,38 × 10^−23 J
  4. 2,07 × 10^−21 J

Explanation

Srednja kinetička energija molekule idealnog plina dana je izrazom E_k = (3/2) k T. Uvrštavanjem T = 300 K i k = 1,38 × 10^−23 J/K dobije se E_k ≈ 6,21 × 10^−21 J.