Bacalaureat fizica


Bacalaureat fizica

Termodinamica august 2016 filiera
teoretica





Dilatarea

image3



Examen de bacalaureat national 2016

Proba E. d)
Proba scrisa la 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 9
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. Un gaz ideal se destinde adiabatic. Putem afirma ca in cursul acestui proces:
a. volumul gazului scade;
b. gazul absoarbe caldura;
c. energia interna a gazului ramane constanta;
d. gazul efectueaza lucru mecanic. (3p)
Raspuns:   d.  →(3p)
2. Simbolurile unitatilor de masura fiind cele utilizate in manuale, unitatea de masura a raportului dintre caldura primita de un corp si csldura specifica a materialului din care este alcatuit, Q/c, este:
a.  kg-1·K-1;    b.  mol·K;    c.  kg·K;    d.  J·kg-1·K-1 (3p)
Raspuns:   c. J/J/kg·K = kg·K →(3p)
3. Simbolurile marimilor fizice fiind cele utilizate in manualele de fizica, expresia variatiei energiei interne in cursul unui proces termodinamic este:
a.  ΔU = ν·CV·ΔT;    b.  ΔU = ν·Cp·ΔT;    c.  ΔU = ν·CV·T;
d.  ΔU = ν·R·ΔT.    (3p)
Raspuns:   a.  →(3p)
termod.aug.I.4.f.t 4. Intr-o incinta etansa este inchisa o cantitate de gaz ideal. Graficul alaturat reda dependenta energiei interne a gazului din incinta, in functie de temperatura sa absoluta. Cand temperatura gazului este t = 27°C, valoarea energiei interne a gazului este egala cu:
a.  7,5 J;    b.  7,5 kJ;    c.  8,5 kJ;    d.  85 kJ.    (3p)
Raspuns:   b. ΔU = ν·CV·ΔT, ν·CV = ΔU/ΔT = 25J/K,  ΔU = 7.5kJ → (3p)
5. O cantitate data de gaz ideal efectueaza o transformare in care presiunea gazului depinde de volum dupa legea p = a·V, a = constant. Initial gazul se afla la temperatura T1 si ocupa volumul V1 si se destinde pana la volumul V2 = 2·V1. Temperatura gazului in starea 2 este:
a.  T2 = T1;    b.  T2 = 1,5·T1;    c.  T2 = 2·T1;    d.  T2 = 4·T1.    (3p)
Raspuns:   d. p1 = a·V1 p2 = a·V2 p1/p2 = 1/2
p1·V1 = ν·R·T1,  p2·V2 = ν·R·T2 p1/p2 = (V2/V1)·T1/T2,  T2 4T2.→ (3p)

II. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
termod.aug.II.f.teh Doua vase, de volume V1 = 24,93 L si V2 = 16,62 L, sunt conectate printr-un tub subtire de volum neglijabil prevazut cu un robinet initial inchis, ca in figura alaturata. In primul vas se afla heliu (μHe = 4 g/mol) la presiunea p1 = 3·105Pa, iar in al doilea vas se afla aer (μaer = 29 g/mol) la presiunea p2 = 1,5·105 Pa . Cele douã gaze, considerate ideale, se afla la aceeasi temperatura t = 27°C. Determinati:
a. cantitatea de heliu din primul recipient;
Rezolvare: p1·V1 = ν1·R·T, ν1 = p1·V1/R·T = 3mol. → (3p)
b. densitatea aerului din al doilea recipient;
Rezolvare: p2·V2 = (maeraer)·R·T, ρ = maer/V2 = p2·μaer/R·T = 1,5·105Pa·29·10-3kg/mol/8.31J/mol·K = 1.74kg/m3. → (4p)
c. presiunea care se stabileste in vase dupa deschiderea robinetului, temperatura ramanand constanta;
Rezolvare: p·(V1 + V2) = (νHe + νaer)·R·T = νHe·R·T + νaer·R·T, p = (p1V1 + p2V2)/(V1 + V2) = 2.4·105Pa. → (4p)
d. masa molara a amestecului obþinut in urma deschiderii robinetului.
Rezolvare: (νHe + νaer) = (mHe + maer)/μamestec,
μamestec = (mHe + maer)/(νHe + νaer),
mHe = p1·V1μHe/RT,  maer = p2·V2μaer/RT,
maer = p2·V2·μaer/RT, μamestec = 10.25g/mol. → (4p)
III. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
termod.aug.III.f.t O cantitate data de gaz ideal monoatomic (CV = 1,5·R) aflata iniial in starea 1, caracterizata de presiunea p1 = 105Pa, volumul V1 = 1 L si temperatura T1 = 300 K, parcurge procesul ciclic reprezentat in figura alaturata in coordonate p - T. Se considera ln2 ≈ 0,7.
termod.aug.IIIa.f.t a. Reprezentati grafic procesul ciclic in sistemul de coordonate
p-V.
Rezolvare: Pentru grafic. → (3p)
b. Calculati lucrul mecanic schimbat de gaz cu mediul exterior in transformarea 1 - 2.
Rezolvare: L = ν·R·T·lnV2/V1 = p1·V1·lnV2/V1
p1·V1 = p2·V2 = 2·p1·V2, V2 = V1/2
L = p1·V1·ln1/2 = - 0.7·p1·V1 = - 70J.  → (4p)
c. Determinati caldura schimbata de gaz cu mediul exterior in transformarea 3 - 1.
Rezolvare: Q31 = ν·CV·(T1 - T3) = - 1.5ν·R(T3 - T1) = -1.5·[ν·R·T3 - ν·R·T3] = - 1.5·[p2·V1 - p1·V1] = - 1.5·p1·V1 = - 150J.  → (4p)
d. Determinati randamentul unui motor termic ce ar functiona dupa un ciclu Carnot intre temperaturile extreme atinse in timpul acestui proces ciclic.
Rezolvare: De la 2-3 p = cst, V3/T3 = V2/T2, V3 = V1, T2 = T1
V2 = V1/2, T3 = 2·T1 η = (T3 - T1)/T3 = 0.5 = 50%.  → (4p)


transf.izobara




student.book logo
Harta site-ului
placeholder
Boltzmann1 transf.izocora
transf.izobara



S.G.
  Bacalaureat fizica   © 2017 - Toate drepturile rezervate