Bacalaureat fizica



Google

Bacalaureat fizica 2014

Termodinamica august 2014 filiera tehnologica







Examenul de bacalaureat national 2014
Proba E. d)
Fizica
Filiera tehnologica – profilul tehnic si profilul resurse naturale si protectia mediului
♦ 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 10
Se considera: numarul lui Avogadro NA = 6.02·1023mol-1, constanta gazelor ideale R = 8.31J/mol·K . 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. Temperatura unei cantitati constante de gaz ideal monoatomic:
a.  creste intr-o destindere izoterma;
b.  creste intr-o destindere adiabatica;
c.  scade intr-o destindere izoterma;
d.  scade intr-o destindere adiabatica. (3p)
Raspuns: d.    →(3p)
2. Caldura schimbata de un gaz ideal cu mediul exterior, intr-un proces izocor, se poate exprima prin relatia:
a.  Q = p·ΔV;   b.  Q = νCp·ΔT;   c.  Q = νCV·ΔT;  d.  Q = 0.   (3p)
Raspuns: c.    →(3p)
3. Unitatea de masura în SI pentru caldura specifica este:
a.  J/kg·K;   b.  J/mol·K;=; c.  J/K;   d. J·Kg/K.   (3p)
Raspuns: a.    →(3p)
4. Doua corpuri cu mase egale, avand temperaturi diferite, sunt puse in contact termic. Caldurile specifice ale celor doua corpuri sunt in relatia c1 = 3c2 , iar intre temperaturile initiale ale celor doua corpuri exista relatia T2 = 3·T1. Temperatura finala T a sistemului dupa stabilirea echilibrului termic, se exprima ca:
a.T =2.5·T1 · b. T= 1.5·T1 c. T = 0.5·T1 d. T = 0.5·T1.   (3p)
Raspuns: b. Q1 = Q2,  m·c1·(T - T1) = m·c2·(T2 - T),
T = 1.5·T1.   →(3p)
termo.august.teh.I.5 5. Trei cantitati egale din acelasi gaz, considerat ideal, sunt inchise etans in trei vase de sticla avand volumele V1, V2 si respectiv V3. In figura alaturata este reprezentata, pentru fiecare vas, dependenta presiunii gazului de temperatura acestuia. Relatia dintre volumele V1, V1 si V3 este:
a.  V1 < V2 < V3;   b.  V2 < V1 < V3;   c.  V1 = V2 = V3;
d.  V3 < V2 < V1.  (3p)
Raspuns: a. p1·V1 = p2·V2 , din grafic p1 > p2 → V2 > V1
p2·V2 = p3·V3, p2 > p3, → V3 > V2, deci V3 > V2 > V1.    →(3p)



II. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
Intr-o butelie avand volumul V = 3L se afla metan
(μ = 16g/mol), considerat gaz ideal, la presiunea
p1 = 1.662·105Pa si temperatura T1 = 300K. In butelie se introduce o cantitate suplimentara de metan, astfel incat presiunea creste la p2 = 1.6·p1, iar temperatura sistemului creste la T2 = 320K. Determinati:
a. cantitatea de gaz din butelie in starea initiala;
Rezolvare: p1·V = ν1·R·T1,  ν1 = p1·V/R·T1 = 0.2mol.   →(3p)
b. numarul de molecule de gaz din butelie in starea finala;
Rezolvare: p2·V = ν2·R·T2, ν2 = p2·V/R·T2 = 0.2mol,
ν2 = N/NA, N = ν2·NA ≈ 1.8·1023.   →(4p)
c. densitatea gazului in starea finala;
ρ2 = m2/V = p·μ/R·T2 = 1.6Kg/m3.   →(4p)
d. temperatura T3 la care trebuie racit gazul pentru ca presiunea acestuia sa ajunga din nou la valoarea initiala, p1.
Rezolvare: p1/T3 = p2/T2, T3 = p1·T2/p2 = 200K.   →(4p)
III. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
termo.august.teh.III O cantitate data de gaz ideal biatomic, avand caldura molara izocora CV = 2.5·R, parcurge ciclul 1 → 2 → 3 → 1 reprezentat in coordonate V - T in figura alaturata. In starea initiala gazul ocupa volumul V1 = 2·10-3 si se afla la presiunea p1 =105Pa. Se cunoaste ln2 ≈ 0,7.
termo.august.teh.III.a a. Reprezentati ciclul in coordonate p - V.
Rezolvare: Reprezentarea corecta in coordonate p - V este prezentata in figura alaturata.   →(3p)
b. Calculati variatia energiei interne in procesul 1 → 2
Rezolvare:  T2 = T3 = 2·T1,
ΔU12 = ν·CV·(T2 - T1) = 2.5·ν·R·T1,
ΔU12 = 2.5·p1·V = 500J.   →(4p)
c. Calculati caldura cedata de gaz in decursul transformarii ciclice.
Rezolvare: Qcedat = ν·Cp·(T1 - T3) = - ν·(CV + R)·T1,
Qcedat = - 3.5·p1·V = - 700J.   →(4p)
d. Determinati lucrul mecanic efectuat de gaz in transformarea 2 → 3.
Rezolvare: L23 = ν·R·T2·lnV3/V2,  3 → 1  V3/T2 = V1/T1, de unde V3/V1 = 2, L23 = 1.4·ν·R·T1 = 1.4·p1·V = 280J.   →(4p)







sus

« Pagina precedenta      Pagina urmatoare »

Postati:

Facebook widgets   Twitter widgets    Google plus widgets    linkedin