B. Elemente de termodinamică

Subiectul propus pentru simularea examenului de Bac din anul 2015, proba la alegere - fizică, pentru elevii care urmează filiera tehnologică (profilul tehnic și profilul resurse naturale și protecția mediului), modulul Elemente de termodinamică, cu Subiectul ISubiectul II și Subiectul III este rezolvat complet și de punctaj maxim în cadrul acestui material.

Profesorii noștri ți-au rezolvat în cadrul acestei pagini problemele de termodinamică enunțate mai jos, iar pentru rezolvarea acestora au folosit următoarele noțiuni:

Se consideră: numărul lui Avogadro N_A=6,02\cdot 10^{23} mol^{-1} , constanta gazelor ideale R=8,31 \frac{\text{J}}{\text{mol}\cdot \text{K}} . 

Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relaţia: p\cdot V=\nu RT.

Accesează acest capitol pentru a vedea cum au rezolvat profesorii de fizică ai echipei Liceunet problemele de termodinamică.

Subiectul I

Pentru itemii 1-5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect.

  1. Despre cantitatea de substanţă se poate afirma că:
    1. se măsoară în kg
    2. este o mărime fizică fundamentală
    3. este o mărime fizică adimensională
    4. se măsoară în unități atomice de masă
  1. Unitatea de măsură în S.I. a căldurii specifice este:
    1. \frac{\text{J}\cdot\text{kg}}{\text{K}}
    2. \frac{\text{J}}{\text{mol}\cdot\text{K}}
    3. \frac{\text{J}}{\text{kg}\cdot\text{K}}
    4. \frac{\text{J}\cdot\text{mol}}{\text{K}}
  1. O cantitate \nu de gaz ideal aflat în starea 1 la presiunea p_1, se destinde la temperatura constantă T până în starea 2, în care presiunea este p_2. Lucrul mecanic schimbat de gaz cu mediul exterior este dat de expresia:
    1. L=\nu RT \ln\frac{p_1}{p_2}
    2. L=\nu RT \ln\frac{p_2}{p_1}
    3. L=\nu R\Delta T
    4. L=\nu C_{\text{v}}\Delta p
  1. O cantitate dată de gaz ideal suferă transformarea ciclică \text{ABCDA} reprezentată în coordonate p-T în figura alăturată.

Transformarea care are loc la presiune constantă este:

  1. \text{A}\to \text{B}
  2. \text{B}\to \text{C}
  3. \text{C}\to \text{D}
  4. \text{D}\to \text{A}

  1. O cantitate dată de gaz ideal este încălzită izocor. Căldura primită de gaz este numeric egală cu 100 \ \text{J}. În aceste condiții energia internă a gazului:
    1. scade cu 200 \ \text{J}
    2. scade cu 100 \ \text{J}
    3. crește cu 200 \ \text{J}
    4. crește cu 100 \ \text{J}

Subiectul II

Rezolvaţi următoarea problemă:

Un cilindru orizontal de volum V = 10\ \text{L} este împărțit în două compartimente de volume egale cu ajutorul unui perete fix, de grosime neglijabilă. În compartimentul din stânga se află \nu_1 = 0,4\ \text{mol} de He \left (\mu_1 = 4 \ \text{g}/\text{mol} \right ), iar în cel din dreapta \nu_2 = 0,6\ \text{mol} de O_2 \left (\mu_2 = 32 \ \text{g}/\text{mol} \right ). Inițial temperaturile celor două gaze sunt egale cu T = 300 \ \text{K}. Determinați:

  1. masa unei molecule de oxigen;
  2. raportul \frac{p_2}{p_1} al presiunilor gazelor din cele două compartimente;
  3. densitatea heliului;
  4. temperatura până la care trebuie încălzit heliul astfel încât presiunile celor două gaze să devină egale, considerând că temperatura oxigenului nu se modifică.

Subiectul III

Rezolvaţi următoarea problemă:

O cantitate \nu=0,12\ \text{mol}\left ( \cong \frac{1}{8,31}\ \text{mol} \right ) de gaz ideal biatomic (C_\text{v} = 2,5R) efectuează transformarea 1\to2\to3\to4 reprezentată în coordonate p -V în figura alăturată. Se cunoaşte T = 500\ \text{K}p_1 = 2p_3 şi V_2 = 3V_1.

  1. Reprezentaţi grafic în coordonate p -T transformarea 1\to2\to3\to4.
  2. Calculaţi căldura schimbată de gaz cu exteriorul în transformarea 1 \to 2.
  3. Calculaţi variaţia energiei interne a gazului în transformarea 2\to 3.
  4. Calculaţi lucrul mecanic schimbat de gaz cu exteriorul în transformarea 3\to 4.

Spor la rezolvarea problemelor de termodinamică date la simularea de Bac, la fizică, în primăvara anului 2015!

Textul de mai sus este doar un extras. Numai membrii pot citi întregul conținut.

Obține acces la întregul eBook.

Ca membru al Liceunet.ro, beneficiezi de acces la întregul conținut.

Achiziționează un abonament acum

Deja membru? Log in