B. Elemente de termodinamică

În cadrul acestei pagini vei găsi rezolvarea de nota 10 și realizată conform baremului oficial a problemelor modelului de subiect 2017 propus în toamna anului 2016 pentru elevii care urmează filiera tehnologică, modulul Elemente de termodinamică, cu Subiectul I, Subiectul II și Subiectul III

Pentru a putea rezolva problemele de termodinamică ale acestui model de subiect, vei avea nevoie de următoarele informații:

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. Un gaz ideal este încălzit la presiune constantă. În cursul acestui proces gazul:
  1. primeşte căldură şi efectuează lucru mecanic
  2. cedează căldură şi se răceşte
  3. efectuează lucru mecanic şi se răceşte
  4. primeşte lucru mecanic din exterior şi se încălzeşte.
  1. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, expresia matematică a principiului I al termodinamicii este:
  1. \Delta U=Q-L
  2. \Delta U=Q+L
  3. C_v=C_p+R
  4. C_p=C_v+R
  1. Unitatea de măsură, în S.I., a căldurii specifice este:
  1. \text{J}\cdot\text{mol}^{-1}
  2. \text{J}\cdot\text{K}^{-1}
  3. \text{J}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}
  4. \text{J}\cdot\text{kg}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}
  1. O cantitate \nu = 2 mol de gaz ideal monoatomic, având căldura molară la volum constant C_v = 1,5R, este închisă într-o butelie la temperatura T_1 = 300 \text{ K }. Gazul din butelie este apoi încălzit până când temperatura acestuia se dublează. Căldura primită de gaz pe timpul încălzirii lui are valoarea aproximativă:
  1. -15\text{ kJ}
  2. -7,5\text{ kJ}
  3. 7,5\text{ kJ}
  4. 15\text{ kJ}
  1. O cantitate de gaz parcurge procesul A \rightarrow B \rightarrow C reprezentată în coordonate p -T​ ca în figura alăturată. 

Temperatura gazului în starea \text{A} are valoarea T_1 = 400\text{ K}. Variaţia temperaturii gazului între starea \text{A} şi starea \text{C} are valoarea:

  1. \Delta T_{AC}=200\text{ K}
  2. \Delta T_{AC}=400\text{ K}
  3. \Delta T_{AC}=600\text{ K}
  4. \Delta T_{AC}=800\text{ K}

Subiectul II

Rezolvaţi următoarea problemă:

În interiorul unui cilindru închis la ambele capete se găsesc două gaze separate de un piston \text{A}, ca în figura alăturată. Acest piston se poate deplasa fără frecari în interiorul cilindrului şi nu permite trecerea gazelor dintr-un compartiment în celălalt. În compartimentul din stânga al cilindrului se află \nu _1 = 3 mol de oxigen cu masa molară \mu _1 = 32 g/mol, iar în compartimentul din dreapta se află \nu _ 2 = 1 mol de azot cu masa molară \mu _2 = 28 g/mol. Cele două gaze au aceeaşi temperatură.

Calculaţi:

  1. masa oxigenului aflat în compartimentul din stânga al cilindrului;
  2. numărul de molecule de azot din compartimentul din dreapta al cilindrului; 
  3. raportul dintre volumul V_1 ocupat de oxigen şi volumul V_2 ocupat de azot;
  4. masa molară a amestecului de gaze obţinut prin îndepărtarea pistonului A​.

Subiectul III

Rezolvaţi următoarea problemă:

O cantitate \nu = 1 mol de gaz ideal biatomic, având căldura molară la volum constant C_\text{v} = 2,5R, parcurge transformarea ciclică 1\rightarrow 2\rightarrow 3\rightarrow 1 reprezentată în coordonate V-T în figura alăturată. În starea 1 temperatura gazului are valoarea T_1 = 400 \text{ K}. Se cunoaşte \ln 2 \cong 0,7.

  1. Calculaţi temperatura gazului în starea 3.
  2. Calculaţi variaţia energiei interne a gazului în transformarea 1 \rightarrow 2.
  3. Calculaţi lucrul mecanic efectuat de gaz în transformarea 2 \rightarrow 3.
  4. Reprezentaţi grafic transformarea ciclică în coordonate p -V.

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