Bacalaureat fizica


Google   



Bacalaureat fizica 2013

Termodinamica august 2013 filiera teoretica





Examenul de bacalaureat national 2013
Proba E. d)
Fizica
Filiera teoretica profilul real,
Filiera vocationala profilul militar
¤ Sunt obligatorii toate subiectele din doua arii tematice dintre cele patru prevazute de programa, adica: A. MECANICA, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICA, C. PRODUCEREA SI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICA
¤ Se acorda 10 puncte din oficiu.
¤ Timpul de lucru efectiv este de 3 ore.
B. ELEMENTE DE TERMODINAMICA Varianta 6
Se considera: numarul lui Avogadro NA = 6,02·1023mol-1, constanta gazelor ideale R = 8,31 J·mol-1·K-1. Intre parametrii de stare ai gazului ideal intr-o stare data exista relatia: p·V = ν·R·T.
I. Pentru itemii 1- 5 scrieti pe foaia de raspuns litera corespunzatoare raspunsului corect. (15 puncte)
1. Energia interna a unei cantitati date de gaz ideal se conserva intr-un proces:
a.    izoterm;    b.     izocor;    c.    izobar;    d.    adiabatic.    (3p)
Raspuns:   a.   ΔU = 0.    → 3p
2. I.2.termo.august.2013.f.teo O cantitate data de gaz ideal efectueaza un proces ciclic 12341 reprezentat in coordonate p - T in figura alaturata. Valoarea minima a densitatii gazului se atinge in starea:
a.    1;    b.     2;    c.    3;    d.    4.    (3p)
Raspuns:   d.   ρ = p4·μ/R·T4.    ρmin pentru ca p4 este minim si T4 este maxim.    → 3p
3. Un gaz ideal efectueaza o transformare dupa un ciclu Carnot primind caldura Q1 si efectuand lucru mecanic L. Raportul intre temperatura sursei reci si a celei calde este:
a.    Q/(Q1 + L);    b.   (Q1 - L)/Q1;   c.   (Q1 + L)/Q1;   d.   Q1/L.   (3)
Raspuns:   b.   η = L/Q1 = 1 - T2/T1 → (Q1 - L)/Q1.   → 3p
4. Stiind ca simbolurile marimilor fizice si ale unitatilor de masura sunt cele utilizate in manualele de fizica, unitatea de masura in S.I. a marimii fizice exprimate prin raportul ΔU/ν·CV este:
a.    J·K-1;    b.    J·K-1·kg-1;    c.    J·kg·K-1;    d.    K.    (3p)
Raspuns:   d.   [ΔU]SI/[ν]SI·[CV]SI = J/mol·(J/mol·K) = K.    → 3p
5. O cantitate constanta de gaz ideal se afla inchisa etans intr-un balon de sticla. Prin incalzire temperatura gazului creste cu ΔT = 30 K, iar presiunea creste cu 10%. Temperatura initiala a gazului a fost:
a.     100K;    b.    150     ; c.    300 K;    d.     450 K.    (3p)
Raspuns:   c.   p1/T1 = p2/T2,   p2/p1 = T2/T1,sau (T2 - T1)/T1 = (p2 - p1)/p1,
T1 = ΔT/0.1 = 300K.    → 3p
II. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte))
Doua recipiente cu pereti rigizi, de volume V1 = 10-3m3 si V2 = 2·10-3m3, contin gaze ideale. In primul recipient se afla heliu (μ1 = 4g·mol-1, CV1 = 1.5·R) la presiunea p1 = 105 Pa si temperatura t1 = 227oC, iar in al doilea recipient se afla oxigen (μ2 = 32g·mol-1, CV2 = 2.5·R la presiunea p2 = 2·105 Pa si temperatura t2 = 127oC. Recipientele sunt izolate adiabatic de exterior si comunica printr-un tub de volum neglijabil prevazut cu un robinet. Initial robinetul este inchis. Determinati:
a. numarul de atomi de heliu din primul recipient;
Rezolvare:   T1 = 500K,   p1·V1 = ν1·R·T1,   ν1 = p1·V1/R·T1 ≈ 0.024mol,    ν1 = N1/NA,
N1 = ν1·NA = 144·1020molecule.    → 4p
b. temperatura finala a amestecului, dupa deschiderea robinetului si stabilirea echilibrului termic;
Rezolvare:   ν2 = p2·V2/R·T2 ≈ 0.12mol,     Uinitial = Ufinal,   U1 + U2 = U'1 + U'2,   ν1·CV1·T1 + ν2·CV2·T2 = ν1· ν2·CV2·T2)/(ν1·CV1 + ν2·CV2) ≈ 410K.    → 4p
c. presiunea amestecului daca acesta ar fi incalzit pana la T' = 500 K;
Rezolvare:   p·(V1 + V2) = (ν1 + ν2)·R·T',   p = [ν1 + ν2)·R·T']/(V1 + V2) = 2·105Pa.    → 3p
d. masa molara a amestecului.
Rezolvare:   ν1 = m11,   m1 = ν1·μ1, analog   m2 = ν2·μ2;   ν = ν1 + ν1 = (m1 + m2)/μ
ν1 + ν1 = (ν1·μ1 + ν2·μ2)/μ   μ = (ν1·μ1 + ν2·μ2)/(ν1 + ν1) ≈ 27.3g/mol.    → 4p
III. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
III.bac.termo.august.2013 Un mol de gaz considerat ideal parcurge ciclul 1231 reprezentat in coordonate p - V in figura alaturata. Cunoscand raportul de compresie V2/V1 = 2, temperatura in starea 1 T1 = 300K si caldura molara izobara Cp = 2,5R, determinati:
a. temperatura gazului in starea 3;
Rezolvare:   In transformarea 3 → 1    p1 = const.   V2/V1 = 2,
V2/T3 = V1/T1,   T3 = 2T1 = 600K. p2 → 3p
b. variatia energiei interne in transformarea 2 → 3;
Rezolvare:   ΔU23 = ν·CV·(T3 - T2),   CV = Cp - R = 1.5·R,   ΔU23 = 1.5·ν·R·(T3 - T2).    In figura s-au format triunghiuri asemenea:(p2 - p1)/(V2 - V1) = p2/V2,
→ p2 = 2· p1.   Tranformarea 2 → 3 este izocora,    p2/T2 = p1/T3,
T2 = 2·T3 = 4·T1 = 1200K,    ΔU23 = -7479J.    → 4p
c. caldura molara in transformarea 1 → 2;
Rezolvare:   Q12 = ν·C12(T2 - T1),   Q12 = ΔU12 + L12,
Q12 = ν·C12(4·T1 - T1) = 3·ν·C12·T1   ΔU12 = ν·CV·(T2 - T1) = 4,5·ν·R·T1,
L12 = Ariatrapez123V2V1 = (B + b)·I/2 = (p2 + p1)·(V2 - V1)/2 = (3/2)·ν·R·T1,
3·ν·C12·T1 = 4,5·ν·R·T1 + (3/2)·ν·R·T1,   C12 = (1/2)·R + 1.5·R = 2·R = 16.62J/(mol·K).    → 4p
d. randamentul unui motor termic care ar functiona dupa ciclul din figura.
Rezolvare:    η = Lu/Q12 = (p2 - p1)·(V2 - V1)/2/3·ν·C12·T1 = ν·R·T1/6·ν·C12·T1 = 1/12.
η = 1/12 = 0.083 = 8.3%.    → 4p






boltzmann
Princ. II al termodinamicii
trans.izocora

logo
Bacalaureat fizica

Noutati
Sunt date solutiile la toate subiectele de fizica din anul 2014
Ex:
Mecanica 2014

dilatarea

sus

« Pagina precedenta      Pagina urmatoare »

Postati:

Facebook widgets   Twitter widgets    Google plus widgets    linkedin