B. Elemente de termodinamică

Te gândești să alegi pentru proba la alegere a examenului de Bac 2017 modul Elemente de termodinamică, dar nu știi cum arată problemele unui subiect de tip Bac?

Mai jos ai enunțat subiectul de termodinamică pregătit ca și model de subiect pentru Bacul anului 2017, pentru filiera teoretică și cea vocațională.

Încearcă să rezolvi singur Subiectul I, Subiectul II și Subiectul III de mai jos, iar apoi accesează această pagină pentru a vedea cum se rezolvă corect și conform baremului oficial aceste probleme de termodinamică.

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 \text{J}\cdot \text{mol}^{-1}\cdot \text{K}^{-1} . 

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

Acestea sunt problemele propuse de Ministerul Educației pentru modelul de subiect 2017, modulul Elemente de termodinamică.

Subiectul I

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

  1. O cantitate dată de gaz ideal este comprimată adiabatic. În decursul acestei transformări:
  1. emperatura gazului scade
  2. energia internă a gazului creşte
  3. presiunea gazului scade
  4. volumul gazului creşte.
  1. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, relaţia dintre căldura specifică şi căldura molară a unui gaz este:
  1. C=\mu c
  2. C= \frac{c}{\mu}
  3. C= \nu c
  4. C=\frac{c}{\nu }
  1. Unitatea de măsură în S.I. a mărimii fizice exprimate prin produsul dintre densitatea unui corp şi volumul acestuia este:
  1. \text{kg}\cdot\text{mol}
  2. \text{kg}\cdot\text{mol}^{-1}
  3. \text{kg}
  4. \text{mol}
  1. Două cantităţi egale de gaze ideale biatomice efectuează transformările AB şi CD reprezentate în figura alăturată. 

Raportul căldurilor schimbate de cele două gaze cu mediul exterior, (Q_{AB} / Q_{CD} ), în cele două transformări este:

  1. 0,5
  2. 1
  3. 2
  4. 2,5.
  1. În timpul fiecărui ciclu, un motor termic efectuează lucrul mecanic L = 100 \text{ J} şi cedează mediului exterior căldura Q_{ced} =-300 \text{ J}. Randamentul motorului termic este egal cu:
  1. 15\%
  2. 25\%
  3. 50\%
  4. 75\%

Subiectul II

Rezolvaţi următoarea problemă:

Un vas este confecţionat din doi cilindri. Un clilindru are aria secţiunii transversale S_1 = 9 \text{ dm}^2 şi lungimea L_1 = 29 \text{ cm}, iar al doilea cilindru are aria secţiunii transversale S_2 = 4 \text{ dm}^2 şi este prevăzut cu piston ce se poate deplasa fără frecare. Vasul este aşezat orizontal, ca în figura alăturată. 

În interiorul vasului este închis etanș heliu (C_V = 1,5R), considerat gaz ideal. Iniţial temperatura heliului este t_1 = 17^\circ\text{C}, iar pistonul este în echilibru la distanța L_1 = 29 \text{ cm} de capătul A. În exteriorul vasului se află aer la presiunea atmosferică p_0 = 10^5\text{ Pa}. Heliul este încălzit lent până la temperatura t_2 = 57^\circ\text{C}. Considerând cel de-al doilea cilindru suficient de lung, determinaţi:

  1. presiunea heliului din cilindru, când pistonul se află în poziția inițială; 
  2. numărul de molecule de heliu din cilindru;
  3. distanţa d pe care se deplasează pistonul, în urma încălzirii heliului; 
  4. căldura primită de heliu în procesul de încălzire.

Subiectul III

Rezolvaţi următoarea problemă:

O cantitate dată de gaz ideal biatomic (C_V =2,5R) aflată iniţial în starea 1, în care p_1=10^5 \text{ Pa} şi V_1=2\text{ L}, parcurge procesul ciclic reprezentat în coordonate p - V în figura alăturată. 

În transformarea 1-2 presiunea variază direct proporţional cu volumul, iar în transformarea 2-3 temperatura gazului rămâne constantă. Se cunoaşte V _2=3V_1V_3 =4,5V_1 şi \ln 1,5\cong 0,4. Determinați: 

  1. energia internă maximă atinsă de gaz în procesul ciclic;
  2. căldura schimbată de gaz cu mediul exterior în procesul 1-2;
  3. căldura cedată de gaz mediului exterior pe parcursul transformării ciclice; 
  4. randamentul motorului termic care ar funcționa după acest ciclu.

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