Bacalaureat fizica

Termodinamica august 2018
filiera tehnologica







image3

Examenul de bacalaureat national 2018

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 1
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. Simbolurile marimilor fizice si ale unitatilor de masura fiind cele utilizate in manualele de fizica, unitatea de masura in S.I. a marimii exprimate prin raportul U/ν·CV este:
a. K;    b. J/K;    c. J/mol;    d. mol.    (3p)
Raspuns:   a. [U]SI/[ν]SI·[CV]SI = J/mol·J/mol·K = K.   → (3p)
2. O cantitate constanta de gaz ideal se destinde adiabatic. Simbolurile marimilor fizice fiind cele utilizate in manualele de fizica, relatia corecta pentru aceasta transformare este:
a. Q > 0;    b. ΔU > 0;    c. ΔU = 0;    d. Q = 0.     (3p)
Raspuns:   d.    → (3p)
3. Simbolurile marimilor fizice fiind cele utilizate in manualele de fizica, relatia dintre capacitatea calorica C si caldura specifica c este:
a. C = c/m;    b. C = ν/c;    c. C = m·c;    d. C = ν·c.    (3p)
Raspuns:   c.    → (3p)
termod.aug.2018.I.4.f.t 4. In graficul din figura alaturata este reprezentata dependenta presiunii unui gaz, considerat ideal, de volumul acestuia. In cursul procesului cantitatea de gaz ramane constanta. Presiunea maxima atinsa de gaz in acest proces are valoarea:
a. 200 N/m2;    b. 300 N/m2;    c. 2·105 N/m2;    d. 3·105 N/m2.    (3p)
Raspuns:   d.    → (3p)
5. O cantitate de gaz, considerat ideal, se destinde la temperatura constanta efectuand lucrul mecanic L = 100J. Caldura primita de gaz in cursul acestui proces este egal cu:
a. 200J;    b. 100J;    c. 0J;    d. - 100J.    (3p)
Raspuns:   b. Qprimit = L = 100J.   → (3p)
II. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
O butelie cu volumul V = 8,31dm3 contine un amestec gazos format din ν1 = 1,5 mol de oxigen (μ1 = 32g/mol ) si ν2 = = 0,5 mol de heliu (μ2 = 4g/mol). Amestecul se afla la temperatura T = 300K si poate fi considerat gaz ideal. Determinati:
a. numarul de molecule de oxigen;
Rezolvare:
ν1 = N1/NA,  N1 = ν1·NA = 9.03·1023molecule.     → (4p)
b. masa de heliu;
Rezolvare:
ν2 = m22,   m2 = ν2·μ2 = 2g.     → (4p)
c. presiunea amestecului gazos din butelie;
Rezolvare:
p·V = (ν1 + m22)·R·T,   p = (ν1 + ν2·R·T/V = 6·105N/m2.    → (3p)
d. densitatea amestecului gazos din butelie.
Rezolvare:
ρ = (m1 + m2)/V = (ν1·μ1 + m2)/V ≅ 6kg/m3     → (4p)
III. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
O cantitate ν = 9.24mol( ≅ 2/8.31 mol) de gaz ideal monoatomic (CV = 1,5·R) aflata initial in starea (1) in care temperatura are valoarea t1 = 27°C este incalzita la volum constant pana in starea (2) in care temperatura gazului devine T2 = 2·T1. Din starea (2) gazul se destinde izoterm, pana in starea (3) in care p3 = p1. Se cunoaste ln2 ≅ 0,7.
termod.aug.2018.III.a.f.teh a. Reprezentati transformarile 1 → 2 → 3 in coordonate p - V.
Rezolvare:
Pentru graficul din figura se acorda (4p)
b. Determinati variatia energiei interne a gazului in procesul 1 → 2.
Rezolvare:
ΔU12 = ν·CV·(T2 - T1) = 900J.    → (3p)
c. Calculati lucrul mecanic schimbat de gaz cu mediul exterior in procesul
2 → 3.
Rezolvare:
1 → 2,   p2/T2 = p1/T1,   → p2/p1 = T2/T1 = 2.
L23 = ν·R·T2·lnV3/V2 = ν·R·T2·lnp2/p1 = 840J.    → (4p)
d. Determinati caldura primita de gaz in procesul 1 → 2 → 3.
Rezolvare:
Q23 = L23 = 840J.
Q123 = Q12 + Q23 = ν·CV(T2 - T1) + Q23)
Q123 = 900J + 840J = 1740J.    → (4p)

transf.izobara

student.book logo
Harta site-ului
placeholder
Boltzmann1 transf.izocora
transf.izobara
termodinamica.1